總結

1. TCP 面向連接，需要三次握手建立連接，UDP 無連接，不需要握手，直接發送數據。
2. UDP 有較好的實時性，效率比 TCP 高。
3. TCP 面向字節流，實際上是 TCP 把數據看成一連串無結構的字節流，UDP 是面向報文的，一次交付一個完整的報文，報文不可分割，報文是 UDP 數據報處理的最小單位。
4. 每一條TCP連接時一對一的，UDP可以一對多，多對一，多對多。
5. UDP 分組首部開銷小，八個字節，TCP 首部開銷大約 20 字節。
6. UDP 適合一次性傳輸較小數據的網絡應用，如 DNS、SNMP。

以下是對你的筆記內容進行豐富和結構化后的 Markdown 版本，涵蓋 TCP 與 UDP 的核心區別、適用場景、協議對比等內容：

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TCP 和 UDP 的區別詳解

TCP（Transmission Control Protocol）和 UDP（User Datagram Protocol）是傳輸層的兩個核心協議，它們在可靠性、連接方式、性能等方面有顯著差異。理解它們的區別對于網絡編程、系統優化和應用選型至關重要。

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一、核心區別對比表

特性	TCP	UDP
連接方式	面向連接（需要三次握手建立連接）	無連接（直接發送數據）
可靠性	可靠傳輸（確認機制、重傳機制）	不可靠傳輸（不保證送達）
流量控制/擁塞控制	支持	不支持
傳輸方式	面向字節流	面向報文
是否支持多播	不支持（點對點）	支持（可一對多、多對一、多對多）
首部開銷	較大（20~60 字節）	小（僅 8 字節）
實時性	較差（延遲較高）	好（低延遲）
應用場景	文件傳輸、網頁瀏覽、郵件等	視頻會議、DNS 查詢、游戲、廣播

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二、詳細特性說明

1. 連接方式不同

• TCP：面向連接

  • 在通信前需通過 三次握手 建立連接。
  • 通信結束后通過 四次揮手 斷開連接。
  • 確保通信雙方都準備好接收和發送數據。

• UDP：無連接

  • 發送方無需建立連接，直接發送數據包。
  • 接收方收到數據后也無需確認。
  • 更適合輕量級、快速的數據交互。

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2. 數據傳輸可靠性

• TCP：可靠傳輸

  • 提供確認應答、超時重傳、滑動窗口等機制保障數據完整性。
  • 適用于要求數據不能丟失的場景（如文件下載、網頁加載）。

• UDP：不可靠傳輸

  • 不提供確認機制、重傳機制。
  • 數據可能丟包、亂序或重復。
  • 但正因為如此，它具備更低的延遲和更高的效率。

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3. 數據處理方式不同

• TCP：面向字節流

  • 數據被視為連續的字節流，沒有固定的消息邊界。
  • 操作系統自動拆分和拼接數據，可能導致“粘包”問題。
  • 需要應用層自行定義消息格式來區分數據邊界。

• UDP：面向報文

  • 每個 sendto() 調用對應一個完整的報文。
  • 接收端每次調用 recvfrom() 都會獲取一個完整的消息。
  • 報文不可分割，是 UDP 處理數據的最小單位。

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4. 通信模式

• TCP：一對一

  • 每條 TCP 連接只能有兩個端點（客戶端和服務端）。
  • 無法實現廣播或多播功能。

• UDP：支持多播

  • 可以實現：
    • 一對一
    • 一對多（廣播/組播）
    • 多對一
    • 多對多
  • 適用于音視頻廣播、在線游戲等場景。

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5. 首部開銷對比

• TCP 首部：至少 20 字節，最多 60 字節（包含選項字段）

  • 包括源端口、目標端口、序列號、確認號、窗口大小、校驗和等信息。

• UDP 首部：固定 8 字節

  • 僅包括源端口、目標端口、長度、校驗和。
  • 更加簡潔高效，適合小數據包快速傳輸。

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6. 應用場景對比

協議	典型應用場景	示例
TCP	需要可靠傳輸	HTTP/HTTPS、FTP、SMTP、POP3、SSH
UDP	實時性強、容忍丟包	DNS、SNMP、VoIP、視頻會議、在線游戲、IoT 傳感器數據上報

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三、總結一句話

TCP 是“講求可靠”的協議，適用于必須確保數據完整性的場景；UDP 是“追求速度”的協議，適用于對實時性要求高、能容忍少量丟包的場景。

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四、擴展知識：何時選擇 TCP？何時選擇 UDP？

場景	推薦協議	原因
文件傳輸、網頁訪問	TCP	數據完整性優先
實時音視頻通話	UDP	延遲敏感，允許輕微丟包
游戲同步（如 FPS）	UDP	快速響應比丟包更重要
DNS 查詢	UDP	快速查詢，短小精悍
控制指令通信（如無人機遙控）	UDP	實時性強，可容忍偶爾丟包

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