1、TCP & UDP & TCP/IP
关于这几个概念可能经常有人搞不清。
TCP(
Transmission Control Protocol, 传输控制协议)和UDP(User Data Protocol, 用户数据报协议)都属于TCP/IP协议族。
TCP/IP协议集包括了超文本传输协议(HTTP)、文本传输协议(FTP)、远程登录协议(Telnet)、internet协议(IP)、internet控制信息协议(ICMP)等。
TCP/IP模型是互联网的基础，它是一系列网络协议的总称。这些协议可划分为四层：
- 链路层：负责封装和解封装IP报文
- 网络层：负责路由以及把分组报文发送给目标网络或主机
- 传输层：负责对报文进行分组和重组，并以TCP或UDP协议格式封装报文
- 应用层：负责向用户提供应用程序，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等
1.1、TCP
TCP(Transmission Control Protocol, 传输控制协议)是面向连接的协议，也就是说，在收发数据之前，必须和对方建立可靠的连接。
一个TCP连接必须要经过三次握手才能建立起来。断开要经历四次挥手。从这里可以看成，TCP是使用面向连接的通信方式，大大提高了数据通信的可靠性，使发送数据端和接收数据端正式传输前就有了交互，为数据正式传输打下了可靠的基础。
例如，当你想查看网页或查看电子邮件时，希望完整且按顺序查看网页，而不丢失任何内容。当你下载文件时，希望获得的是完整的文件，而不仅仅是文件的一部分，如果数据丢失或乱序，都不是你希望得到的结果，于是就用到了TCP。
TCP协议全称是传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETE的RFC793定义。TCP是面向连接的、可靠的流协议。流就是指不间断的数据结构，你可以把它想象称排水管的水流。
它有以下特点：
1、面向连接：是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法是”三次握手”, 这样能建立可靠的连接。建立连接，是为数据的可靠传输打下了基础。
2、支持单播传输：每条TCP传输连接只能有两个端点，只能进行点对点的数据传输，不支持多播和广播传输方式。
3、面向字节流：TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输，而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。
4、可靠传输：对于可靠传输，判断丢包，误码靠的是TCP的段编号以及确认号。TCP为了保证报文传输的可靠，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的字节发回一个相应的确认(ACK)，如果发送端在合理的往返时延(RTT)内未收到确认，那么对应的数据(假设丢失了)将会被重传。
5、提供拥塞控制：当网络出现拥塞的时候，TCP能够减小向网络注入数据的速率和数量，缓解拥塞。
6、TCP提供全双工通信：TCP允许通信双方的应用程序在任何时候都能发送数据，因为TCP连接的两端都设有缓存，用来临时存放双向通信的数据。当然，TCP可以立即发送一个数据段，也可以缓存一段时间以便一次发送更多的数据段(最大的数据段大小取决于MSS)
1.2 UDP
UDP(User Data Protocol, 用户数据包协议)。在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，位于传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据报分组、组装和不能数据报进行排序的缺点。也就是说，当报文发送后，是无法得知其是否安全完整到达的。
它有以下特点：
1、面向无连接：首先UDP是不需要和TCP一样在发送数据前进行三次握手建立连接的，想发送数据就可以发送了。并且也只是数据报文的帮运工，不会对数据报文进行任何拆分和拼接操作。即：
- 在发送端：应用层将数据传递给传输层UDP协议，UDP只会给数据增加一个UDP头标识，然后就传输给网络层了
- 在接收端：网络层将数据传递给传输层，UDP只去除IP报文头就传递给应用层，不会进行任何拼接操作。
2、有单播、多播、广播功能：UDP不止支持一对一的传输方式，同样支持一对多，多对多，多对一的方式，也就是说UDP提供了单播、多播、广播的功能。
3、UDP是面向报文的：发送方的UDP对应用程序接下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层。UDP对应用层交下来的报文，既不合并，也不拆分，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序必须选择合适大小的报文。
4、不可靠性：首先不可靠性体现在无连接上，通信都不需要建立连接，想发就发，这样的情况肯定是不可靠的。并且收到什么数据就传递什么数据，并且也不会备份数据，发送数据也不会关心对方是否已经正确接收到数据了。再者网络环境时好时坏，但是UDP因为没有拥塞控制，一直会以恒定的速度发送数据。即时网络条件不好，也不会对发送速率进行调整。这样实现的弊端就是在网络条件不好的情况下可能会导致丢包，但是优点也很明显，在某些实时性要求高的场景(比如电话会议)就需要使用UDP而不是TCP。
5、头部开销小，传输数据报文时是很高效的
UDP的头部开销小，只有八字节，相比TCP的至少二十字节要少得多，在传输数据报文时是很高效的。
2、TCP和UDP比较
| UDP | TCP | |
|---|---|---|
| 是否连接 | 无连接 | 面向连接 |
| 是否可靠 | 不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制 | 可靠传输，使用流量控制和拥塞控制 |
| 连接对象个数 | 支持一对一、一对多、多对一和多对多交互通信 | 只支持一对一通信 |
| 传输方式 | 面向报文 | 面向字节流 |
| 首部开销 | 首部开销小，仅8字节 | 首部最小20字节，最大60字节 |
| 通用场景 | 适用于实时应用(IP电话、视频会议、直播等) | 适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输等 |
3、总结
1、TCP协议提供可靠的服务。当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性、可靠性时，选择TCP。比如文件传输，远程登录。
2、UDP协议提供高效率的服务。当强调传输性能而不是传输的完整性时，选择UDP。比如视频，音频，DNS交换。