网络编程懒人入门(五):快速理解为什么说UDP有时比TCP更有优势

简介: 本文观点仅作参考,请根据自已系统的应用场景合理地选择数据传输层协议即可,无需盲目崇拜大牛言论。1、前言对于即时通讯开者新手来说,在开始着手编写IM或消息推送系统的代码前,最头疼的问题莫过于到底该选TCP还是UDP作为传输层协议。

本文观点仅作参考,请根据自已系统的应用场景合理地选择数据传输层协议即可,无需盲目崇拜大牛言论。

1、前言

对于即时通讯开者新手来说,在开始着手编写IM或消息推送系统的代码前,最头疼的问题莫过于到底该选TCP还是UDP作为传输层协议。本文延续《网络编程懒人入门》系列文章的风格,通过快速对比分析 TCP 和 UDP 的区别,来帮助即时通讯初学者快速了解这些基础的知识点,从而在IM、消息推送等网络通信应用场景中能准确地选择合适的传输层协议。

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。本文作为《网络编程懒人入门》系列文章的第5篇,将为您快速梳理UDP协议在某些场景下对比TCP协议所具有的优势。

另外,即时通讯网的文章:《简述传输层协议TCP和UDP的区别》、《为什么QQ用的是UDP协议而不是TCP协议?》、《移动端即时通讯协议选择:UDP还是TCP?》,更详细地阐述了类似的内容,可以为您提供更多的参考。

学习交流:

- 即时通讯开发交流群:320837163[推荐]

- 移动端IM开发入门文章:《新手入门一篇就够:从零开发移动端IM

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-1277-1-1.html

2、系列文章

本文是系列文章中的第4篇,本系列文章的大纲如下:

网络编程懒人入门(一):快速理解网络通信协议(上篇)

网络编程懒人入门(二):快速理解网络通信协议(下篇)

网络编程懒人入门(三):快速理解TCP协议一篇就够

网络编程懒人入门(四):快速理解TCP和UDP的差异

网络编程懒人入门(五):快速理解为什么说UDP有时比TCP更有优势》(本文)

如果您觉得本系列文章过于基础,您可直接阅读《不为人知的网络编程》系列文章,该系列目录如下:

不为人知的网络编程(一):浅析TCP协议中的疑难杂症(上篇)

不为人知的网络编程(二):浅析TCP协议中的疑难杂症(下篇)

不为人知的网络编程(三):关闭TCP连接时为什么会TIME_WAIT、CLOSE_WAIT

不为人知的网络编程(四):深入研究分析TCP的异常关闭

不为人知的网络编程(五):UDP的连接性和负载均衡

不为人知的网络编程(六):深入地理解UDP协议并用好它

3、参考资料

TCP/IP详解-第11章·UDP:用户数据报协议

TCP/IP详解-第17章·TCP:传输控制协议

TCP/IP详解-第18章·TCP连接的建立与终止

TCP/IP详解-第21章·TCP的超时与重传

通俗易懂-深入理解TCP协议(上):理论基础

通俗易懂-深入理解TCP协议(下):RTT、滑动窗口、拥塞处理

理论经典:TCP协议的3次握手与4次挥手过程详解

理论联系实际:Wireshark抓包分析TCP 3次握手、4次挥手过程

技术往事:改变世界的TCP/IP协议(珍贵多图、手机慎点)

计算机网络通讯协议关系图(中文珍藏版)

高性能网络编程(一):单台服务器并发TCP连接数到底可以有多少

高性能网络编程(二):上一个10年,著名的C10K并发连接问题

高性能网络编程(三):下一个10年,是时候考虑C10M并发问题了

高性能网络编程(四):从C10K到C10M高性能网络应用的理论探索

简述传输层协议TCP和UDP的区别

UDP中一个包的大小最大能多大?

为什么QQ用的是UDP协议而不是TCP协议?

移动端即时通讯协议选择:UDP还是TCP?

4、网速的提升给UDP稳定性提供可靠网络保障

CDN服务商Akamai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。

5、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。

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%。

6、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。

7、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

7.1 网页浏览

使用UDP协议有三个优点 :

1)能够对握手过程进行精简,减少网络通信往返次数;

2)能够对TLS加解密过程进行优化;

3)收发快速,无阻塞。

7.2 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的协议如实时音视频开源工程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。关于WebRTC的介绍,请见:《访谈WebRTC标准之父:WebRTC的过去、现在和未来》,更多WebRTC文章点此进入

7.3 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。

7.4 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。

采用UDP有3个关键点:

1)网络带宽需求较小,而实时性要求高;

2)大部分应用无需维持连接;

3)需要低功耗。

8、本文小结

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。

附录:更多高性能网络编程文章

Java新一代网络编程模型AIO原理及Linux系统AIO介绍

有关“为何选择Netty”的11个疑问及解答

开源NIO框架八卦——到底是先有MINA还是先有Netty?

选Netty还是Mina:深入研究与对比(一)

选Netty还是Mina:深入研究与对比(二)

NIO框架入门(一):服务端基于Netty4的UDP双向通信Demo演示

NIO框架入门(二):服务端基于MINA2的UDP双向通信Demo演示

NIO框架入门(三):iOS与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战

NIO框架入门(四):Android与MINA2、Netty4的跨平台UDP双向通信实战

Netty 4.x学习(一):ByteBuf详解

Netty 4.x学习(二):Channel和Pipeline详解

Netty 4.x学习(三):线程模型详解

Apache Mina框架高级篇(一):IoFilter详解

Apache Mina框架高级篇(二):IoHandler详解

MINA2 线程原理总结(含简单测试实例)

Apache MINA2.0 开发指南(中文版)[附件下载]

MINA、Netty的源代码(在线阅读版)已整理发布

解决MINA数据传输中TCP的粘包、缺包问题(有源码)

解决Mina中多个同类型Filter实例共存的问题

实践总结:Netty3.x升级Netty4.x遇到的那些坑(线程篇)

实践总结:Netty3.x VS Netty4.x的线程模型

详解Netty的安全性:原理介绍、代码演示(上篇)

详解Netty的安全性:原理介绍、代码演示(下篇)

详解Netty的优雅退出机制和原理

NIO框架详解:Netty的高性能之道

Twitter:如何使用Netty 4来减少JVM的GC开销(译文)

绝对干货:基于Netty实现海量接入的推送服务技术要点

Netty干货分享:京东京麦的生产级TCP网关技术实践总结

>>更多同类文章 ……

(本文同步发布于:http://www.52im.net/thread-1277-1-1.html

相关实践学习
钉钉群中如何接收IoT温控器数据告警通知
本实验主要介绍如何将温控器设备以MQTT协议接入IoT物联网平台,通过云产品流转到函数计算FC,调用钉钉群机器人API,实时推送温湿度消息到钉钉群。
阿里云AIoT物联网开发实战
本课程将由物联网专家带你熟悉阿里云AIoT物联网领域全套云产品,7天轻松搭建基于Arduino的端到端物联网场景应用。 开始学习前,请先开通下方两个云产品,让学习更流畅: IoT物联网平台:https://iot.console.aliyun.com/ LinkWAN物联网络管理平台:https://linkwan.console.aliyun.com/service-open
目录
相关文章
|
30天前
|
监控 网络协议 网络性能优化
不再困惑!一文搞懂TCP与UDP的所有区别
本文介绍网络基础中TCP与UDP的区别及其应用场景。TCP是面向连接、可靠传输的协议,适用于HTTP、FTP等需要保证数据完整性的场景;UDP是无连接、不可靠但速度快的协议,适合DNS、RIP等对实时性要求高的应用。文章通过对比两者在连接方式、可靠性、速度、流量控制和数据包大小等方面的差异,帮助读者理解其各自特点与适用场景。
|
1月前
|
存储 网络协议 安全
用于 syslog 收集的协议:TCP、UDP、RELP
系统日志是从Linux/Unix设备及网络设备生成的日志,可通过syslog服务器集中管理。日志传输支持UDP、TCP和RELP协议。UDP无连接且不可靠,不推荐使用;TCP可靠,常用于rsyslog和syslog-ng;RELP提供可靠传输和反向确认。集中管理日志有助于故障排除和安全审计,EventLog Analyzer等工具可自动收集、解析和分析日志。
141 2
|
1月前
|
Web App开发 网络协议 安全
网络编程懒人入门(十六):手把手教你使用网络编程抓包神器Wireshark
Wireshark是一款开源和跨平台的抓包工具。它通过调用操作系统底层的API,直接捕获网卡上的数据包,因此捕获的数据包详细、功能强大。但Wireshark本身稍显复杂,本文将以用抓包实例,手把手带你一步步用好Wireshark,并真正理解抓到的数据包的各项含义。
112 2
|
2月前
|
网络协议 网络性能优化 数据处理
深入解析:TCP与UDP的核心技术差异
在网络通信的世界里,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)是两种核心的传输层协议,它们在确保数据传输的可靠性、效率和实时性方面扮演着不同的角色。本文将深入探讨这两种协议的技术差异,并探讨它们在不同应用场景下的适用性。
97 4
|
2月前
|
监控 网络协议 网络性能优化
网络通信的核心选择:TCP与UDP协议深度解析
在网络通信领域,TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)是两种基础且截然不同的传输层协议。它们各自的特点和适用场景对于网络工程师和开发者来说至关重要。本文将深入探讨TCP和UDP的核心区别,并分析它们在实际应用中的选择依据。
81 3
|
2月前
|
网络协议 算法 网络性能优化
|
2月前
|
网络协议 安全 Go
Go语言进行网络编程可以通过**使用TCP/IP协议栈、并发模型、HTTP协议等**方式
【10月更文挑战第28天】Go语言进行网络编程可以通过**使用TCP/IP协议栈、并发模型、HTTP协议等**方式
80 13
|
2月前
|
消息中间件 编解码 网络协议
Netty从入门到精通:高性能网络编程的进阶之路
【11月更文挑战第17天】Netty是一个基于Java NIO(Non-blocking I/O)的高性能、异步事件驱动的网络应用框架。使用Netty,开发者可以快速、高效地开发可扩展的网络服务器和客户端程序。本文将带您从Netty的背景、业务场景、功能点、解决问题的关键、底层原理实现,到编写一个详细的Java示例,全面了解Netty,帮助您从入门到精通。
286 0
|
2月前
|
网络协议 SEO
TCP连接管理与UDP协议IP协议与ethernet协议
TCP、UDP、IP和Ethernet协议是网络通信的基石,各自负责不同的功能和层次。TCP通过三次握手和四次挥手实现可靠的连接管理,适用于需要数据完整性的场景;UDP提供不可靠的传输服务,适用于低延迟要求的实时通信;IP协议负责数据包的寻址和路由,是网络层的重要协议;Ethernet协议定义了局域网的数据帧传输方式,广泛应用于局域网设备之间的通信。理解这些协议的工作原理和应用场景,有助于设计和维护高效可靠的网络系统。
62 4
|
2月前
|
缓存 负载均衡 网络协议
面试:TCP、UDP如何解决丢包问题
TCP、UDP如何解决丢包问题。TCP:基于数据块传输/数据分片、对失序数据包重新排序以及去重、流量控制(滑动窗口)、拥塞控制、自主重传ARQ;UDP:程序执行后马上开始监听、控制报文大小、每个分割块的长度小于MTU