为什么说TCP是面向流的协议？而UDP是面向数据报的协议？

ゝ一世哀愁。 2023-06-24 12:26 67阅读 0赞

## 问题 ##

经常能听人说：TCP是面向流的协议，而UDP是面向数据报的协议。从字面理解上来说，似懂非懂。每次都不是能彻底明白什么是流，什么是数据报？

在大家眼里，网络报文都是IP包，而IP包肯定是分片的，有最大Payload限制，那什么是流？什么是数据报呢？

我们先重温一下这些协议头。同时**注意协议头中描述报文总长度相关的字段**。

## IP、TCP、UDP协议头 ##

### IPv4协议头 ###

IP 是 TCP/IP 协议中的核心协议，为 TCP、UDP 等协议提供了一种尽力而为、无连接的数据报传输服务，也就意味着 IP 协议不保证成功传输，也不维护数据报相关的链接状态信息。

IPv4 数据报头部至少为 20 字节，结构如下:![IPv4 Header][]

*  **版本**：确定 IP 协议的版本（IPv4 或 IPv6）
 *  **IHL（头部长度）**：由于选项的存在，由此字段确定数据从何处开始。  
    DS（区分服务，DiffServ）：用于支持其他不同类型的服务（非尽力而为的）。可以区分一些可能要求低时延或者其他要求的服务。
 *  **总长度**：IP 数据报的总长度，包括首部和头部，字节为单位。由于位数限制最多 65535 字节，所以数据大小最多为 65515 字节，但是链路层一般不能携带这么大的数据，很少超过 1500 字节。
 *  **标识、标志、分片偏移**：用于 IP 分片。传输过程有些协议并不能携带过大的数据，所以只能分为多个部分发送。标识避免与其他数据报分片混淆。最后一片标志设为 0，其他的设为 1。偏移指明是第几个分片，用于正确组装。
 *  **头部校验和**：用 16 位反码和（Internet 校验和）计算头部，对于数据部分校验由上层协议实现。由于 TTL 每经过一次路由器都会改变，校验和也要因此重新计算。

可以看到，IP协议头中有**总长度**字段，表示IP数据报的总长度。如果存在IP分片，可以通过**分片偏移**字段重新拼装payload数据。

### TCP协议头 ###

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA5ODM4ODE_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

*  **Data Offset**：标识该TCP头部有多少个32bit（4字节），四位最大表示15，所以TCP报头最长是60字节。

注意仔细看TCP的报头字段，只有一个Data Offset字段。表示的是payload相对协议头的偏移量。**并没有表示报文总长度的字段**。

### UPD协议头 ###

![20191231184102860.png][]

*  **length**: 此字段标记了整个数据报（UDP的首部+UDP数据）的总长度。

### 总结 ###

TCP报文粘包、拆包 ：[面试官问：你来讲下Netty通信中的粘包、拆包？][Netty]  
那么**UDP是否会发生粘包或拆包的现象**呢？

答案是不会。UDP是基于报文发送的，从UDP的帧结构可以看出，在UDP首部采用了16bit来指示UDP数据报文的长度，因此在应用层能很好的将不同的数据报文区分开，从而避免粘包和拆包的问题。

而TCP是基于字节流的，虽然应用层和TCP传输层之间的数据交互是大小不等的数据块，但是TCP把这些数据块仅仅看成一连串无结构的字节流，没有边界；另外从TCP的帧结构也可以看出，在TCP的首部没有表示数据长度的字段，基于上面两点，在使用TCP传输数据时，才有粘包或者拆包现象发生的可能。

## 参考 ##

*  [为什么UDP需要有长度字段，而TCP不需要长度字段呢？][UDP_TCP]
 *  [IP、TCP、UDP数据包长度问题][IP_TCP_UDP]
 *  [图解IP协议（一） IP协议原理与实践][IP_ IP]

[IPv4 Header]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191223133832557.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA5ODM4ODE=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA5ODM4ODE_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231183114433.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3UwMTA5ODM4ODE=,size_16,color_FFFFFF,t_70
[20191231184102860.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20191231184102860.png
[Netty]: https://mp.weixin.qq.com/s/nsgeG5h1xiVO2Ny5bfM57w
[UDP_TCP]: https://www.zhihu.com/question/25399270
[IP_TCP_UDP]: https://blog.csdn.net/maopig/article/details/42582601
[IP_ IP]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/29287795