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
|
15天前
|
存储 数据安全/隐私保护 云计算
多云网络环境:定义、优势与挑战
多云网络环境:定义、优势与挑战
30 5
|
30天前
|
Web App开发 缓存 网络协议
不为人知的网络编程(十八):UDP比TCP高效?还真不一定!
熟悉网络编程的(尤其搞实时音视频聊天技术的)同学们都有个约定俗成的主观论调,一提起UDP和TCP,马上想到的是UDP没有TCP可靠,但UDP肯定比TCP高效。说到UDP比TCP高效,理由是什么呢?事实真是这样吗?跟着本文咱们一探究竟!
53 10
|
1月前
|
存储 网络协议 Java
【网络】UDP回显服务器和客户端的构造,以及连接流程
【网络】UDP回显服务器和客户端的构造,以及连接流程
55 2
|
1月前
|
存储 网络协议 Java
【网络】UDP和TCP之间的差别和回显服务器
【网络】UDP和TCP之间的差别和回显服务器
65 1
|
2月前
|
网络协议
UDP协议在网络通信中的独特应用与优势
UDP(用户数据报协议)作为关键的传输层协议,在网络通信中展现出独特优势。本文探讨UDP的无连接性及低开销特性,使其在实时性要求高的场景如视频流、在线游戏中表现优异;其不保证可靠交付的特性赋予应用程序自定义传输策略的灵活性;面向报文的高效处理能力及短小的包头设计进一步提升了数据传输效率。总之,UDP适用于高速、实时性强且对可靠性要求不高的应用场景,为网络通信提供了多样化的选择。
|
2月前
|
网络协议 C语言
C语言 网络编程(十一)TCP通信创建流程---服务端
在服务器流程中,新增了绑定IP地址与端口号、建立监听队列及接受连接并创建新文件描述符等步骤。`bind`函数用于绑定IP地址与端口,`listen`函数建立监听队列并设置监听状态,`accept`函数则接受连接请求并创建新的文件描述符用于数据传输。套接字状态包括关闭(CLOSED)、同步发送(SYN-SENT)、同步接收(SYN-RECEIVE)和已建立连接(ESTABLISHED)。示例代码展示了TCP服务端程序如何初始化socket、绑定地址、监听连接请求以及接收和发送数据。
|
2月前
|
C语言
C语言 网络编程(八)并发的UDP服务端 以进程完成功能
这段代码展示了如何使用多进程处理 UDP 客户端和服务端通信。客户端通过发送登录请求与服务端建立连接,并与服务端新建的子进程进行数据交换。服务端则负责接收请求,验证登录信息,并创建子进程处理客户端的具体请求。子进程会创建一个新的套接字与客户端通信,实现数据收发功能。此方案有效利用了多进程的优势,提高了系统的并发处理能力。
|
2月前
|
网络协议 C语言
C语言 网络编程(十二)TCP通信创建-粘包
TCP通信中的“粘包”现象指的是由于协议特性,发送方的数据包被拆分并在接收方按序组装,导致多个数据包粘连或单个数据包分割。为避免粘包,可采用定长数据包或先传送数据长度再传送数据的方式。示例代码展示了通过在发送前添加数据长度信息,并在接收时先读取长度后读取数据的具体实现方法。此方案适用于长度不固定的数据传输场景。
|
2月前
|
网络协议 C语言
C语言 网络编程(十)TCP通信创建流程---客户端
在TCP通信中,客户端需通过一系列步骤与服务器建立连接并进行数据传输。首先使用 `socket()` 函数创建一个流式套接字,然后通过 `connect()` 函数连接服务器。连接成功后,可以使用 `send()` 和 `recv()` 函数进行数据发送和接收。最后展示了一个完整的客户端示例代码,实现了与服务器的通信过程。
|
2月前
|
C语言
C语言 网络编程(九)并发的UDP服务端 以线程完成功能
这是一个基于UDP协议的客户端和服务端程序,其中服务端采用多线程并发处理客户端请求。客户端通过UDP向服务端发送登录请求,并根据登录结果与服务端的新子线程进行后续交互。服务端在主线程中接收客户端请求并创建新线程处理登录验证及后续通信,子线程创建新的套接字并与客户端进行数据交换。该程序展示了如何利用线程和UDP实现简单的并发服务器架构。
下一篇
无影云桌面