为什么UDP有时比TCP更有优势

╰半夏微凉° 2022-05-25 23:26 222阅读 0赞

随着网络技术飞速发展，网速已不再是传输的瓶颈，UDP协议以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP，如网页浏览、流媒体、实时游戏、物联网。

### 1，网速的提升给UDP稳定性提供可靠网络保障 ###

CDN服务商Akamai（NASDAQ: AKAM）报告从2008年到2015年7年时间，各个国家网络平均速率由1.5Mbps提升为5.1Mbps，网速提升近4倍。网络环境变好，网络传输的延迟、稳定性也随之改善，UDP的丢包率低于5%，如果再使用应用层重传，能够完全确保传输的可靠性。

### 2，对比测试结果UDP性能优于TCP ###

为了提升浏览速度，Google基于TCP提出了SPDY协议以及HTTP/2。Google在Chrome上实验基于UDP的QUIC协议，传输速率减少到100ms以内。

[![1][]][1]

Google采用QUIC后连接速率能有效提升75%。  
Google搜索采用QUIC后页面加载性能提升3%。  
YouTube采用QUIC后重新缓冲次数减少了30%。

### 3, TCP设计过于冗余，速度难以进一步提升 ###

TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程以及重传策略。由于TCP内置在系统协议栈中，极难对其进行改进。

###  ###

### 4, UDP协议以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP ###

#### 4.1 网页浏览 ####

使用UDP协议有三个优点 ：

*  能够对握手过程进行精简，减少网络通信往返次数；
 *  能够对TLS加解密过程进行优化；
 *  收发快速，无阻塞。

#### 4.2 流媒体 ####

采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延迟会越来越大。基于UDP的协议如WebRTC是极佳的选择。

2010年google 通过收购 Global IP Solutions，获得了WebRTC（网页实时通信，Web Real-Time Communication）技术，用于提升网页视频速率。

#### 4.3 实时游戏 ####

对实时要求较为严格的情况下，采用自定义的可靠UDP协议，比如Enet、RakNet（用户有sony online game、minecraft）等，自定义重传策略，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成的影响。  
采用UDP的经典游戏如FPS游戏Quake、CS，著名的游戏引擎Unity3D采用的也是RakNet。

#### 4.4 物联网 ####

2014年google旗下的Nest建立Thread Group，推出了物联网通信协议Thread，完善物联网通信。

[![3][]][3]

采用UDP有3个关键点：

*  网络带宽需求较小，而实时性要求高；
 *  大部分应用无需维持连接；
 *  需要低功耗。

##  ##

## 小结 ##

如今全球将近50%的人都在使用互联网，人们不断的追求更快、更好的服务，一切都在变化，在越来越多的领域，UDP将会抢占TCP的主导地位。

以上内容原文链接：https://blog.wilddog.com/?p=668

*附：TCP和UDP的区别*

TCP(传输控制协议)：

1)提供IP环境下的数据可靠传输(一台计算机发出的字节流会无差错的发往网络上的其他计算机，而且计算机A接收数据包的时候，也会向计算机B回发数据包，这也会产生部分通信量)，全双工操作(数据在两个方向上能同时传递)，多路复用服务，是面向连接，端到端的传输，提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，[流量控制][Link 1]等功能

2)面向连接：正式通信前必须要与对方建立连接。事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送，像打电话。

3)TCP支持的应用协议：Telnet(远程登录)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)。TCP用于传输数据量大，可靠性要求高的应用。

UDP(用户数据报协议，User Data Protocol)

1)UDP是非连接的(正式通信前不必与对方建立连接，不管对方状态就直接发送，像短信，QQ。因而传输速度快)，不能提供可靠性、流控、超时重发功能。它是一个简单的面向数据报的运输层协议，只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。UDP用于一次只传送少量数据，可靠性要求低、传输经济等特点。

2) UDP支持的应用协议：NFS(网络文件系统)、SNMP(简单网络管理系统)、DNS(主域名称系统)、TFTP(通用文件传输协议)等。

总结：

TCP：面向连接、传输可靠(保证数据正确性,保证数据顺序)、用于传输大量数据(流模式)、速度慢，建立连接需要开销较多(时间，系统资源)。

UDP：面向非连接、传输不可靠、用于传输少量数据(数据包模式)、速度快。

联系：都是工作在传输层的协议

![20160403221340619][]

### UDP构建可靠数据传输 ###

简单来讲，要使用UDP来构建可靠的面向连接的数据传输，就要实现类似于TCP协议的 超时重传，有序接受，应答确认，滑动窗口流量控制等机制，等于说要在传输层的上一层（或者直接在 应用层）实现TCP协议的可靠数据传输机制，比如使用 UDP数据包+序列号，UDP数据包+时间戳等方法， 在服务器端进行应答确认机制，这样就会保证不可靠的UDP协议进行可靠的数据传输，不过这好像也是一个难题！

转载于：https://blog.csdn.net/code\_lr/article/details/51052230

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[20160403221340619]: /images/20220526/ae364874bf18407d89d20ed831075581.png