TCP是面向连接的，UDP是面向无连接的。

什么叫面向连接，什么叫无连接呢？

互通前，面向连接的协议会先建立连接。TCP会三次握手，UDP不会。

为什么要建立连接？

你TCP三次握手，我UDP也可以发三个包玩玩，有啥区别？

所谓建立连接，是为了在客户端和服务端维护连接，而建立特定数据结构维护双方交互的状态，保证所谓的面向连接特性。

例如，TCP提供可靠交付。

通过TCP连接传输的数据：

• 无差错
• 不丢失
• 不重复
• 按序到达

IP包无可靠性保证，但TCP能做到那个连接维护的程序做的事情。而UDP继承了IP包的特性，不保证：

• 不丢失
• 按序到达

TCP面向字节流。

发送时真的是一个流，没头没尾。IP包不是一个流，而是一个个IP包。之所以变成流，这是TCP自己的状态维护做的事情。

而UDP继承了IP特性，基于数据报，一个个发，一个个收。

TCP可以拥塞控制。

它意识到包丢弃或网络环境不好了，就会根据情况调整自身行为，看看是不是发快了，要不要发慢点。

UDP就不会，应用让我发，我就发。

所以TCP是个有状态服务，它精确地记着发送了没有，接收到没有，发送到哪个了，应该接收哪个了，错一点儿都不行。

而 UDP则是无状态服务。 通俗地说是没脑子的，天真无邪的，发出去就发出去了。

若：

• MAC层定义了本地局域网的传输行为
• IP层定义了整个网络端到端的传输行为

这两层的定义说明：网络传输以包为单位，二层叫帧，网络层叫包，传输层叫段。笼统称为包。包单独传输，自行选路，在不同的设备封装解封装，不保证到达。基于这个基因，亲生子UDP完全继承了这些特性。

UDP包头

当我发送的UDP包到达目标机器后，发现MAC地址匹配，于是取下，将剩下的包传给处理IP层的代码。

把IP头取下来，发现目标IP匹配，接下来这里面的数据包给谁呢？

发送时，我知道我发的是一个UDP包，收到的那台机器咋知道的？

所以在IP头里面有个8位协议，存放数据里面到底是TCP or UDP，当然这里是UDP。

于是如果知道UDP头的格式，就能从数据里将它解析。

解析出来后的数据给谁处理呢？

处理完传输层，内核工作就结束了，里面的数据应该交给应用程序处理。

一台机器上那么多应用程序，给谁呢？

无论应用程序写的使用TCP还是UDP传数据，都要监听一个端口。

端口用来区分应用程序。两个应用监听一个端口，到时候包给谁？

所以无论是TCP、UDP包头里，应该有端口号，根据端口号，将数据交给相应应用程序。

UDP包头有端口号，有源端口号和目标端口号，因为是两端通信嘛。

UDP除了端口号，也没有其他的了。

UDP的特点

沟通简单，不需要大量数据结构、处理逻辑、包头字段。

前提是它相信网络世界是美好的，秉承性善论，相信网络通路默认就是很容易送达的，不易被丢弃。

轻信他人。

它不会建立连接，虽然有端口号，但是监听在这个地方，谁都可以传给他数据，他也可以传给任何人数据，甚至可以同时传给多个人数据。

愣头青。不知何时该坚持，何时该退让。

不会根据网络情况进行发包的拥塞控制，无论网络丢包丢成啥样，它该怎么发还怎么发。

UDP使用场景

需要资源少，在网络情况比较好的内网，或对于丢包不敏感的应用。即对于失败不那么敏感的场景。

DHCP就是基于UDP。一般获取IP地址都是内网请求，而且一次获取不到IP又没事，过一会儿还有机会。

PXE可以在启动时自动安装os，os镜像的下载使用的TFTP，也是基于UDP。在还没有os时，客户端拥有的资源很少，不适合维护一个复杂状态机，而是因为是内网，一般也没啥问题。

无需一对一沟通，建立连接，而是可以广播的应用。

UDP的不面向连接特性，可承载广播或多播协议。DHCP就是一种广播，基于UDP。

对于多播，IP地址的D类地址，即组播地址，使用这个地址，可以将包组播给一批机器。当一台机器上的某个进程想监听某个组播地址时，需发送IGMP包，所在网络的路由器就能收到这个包，知道有个机器上有个进程在监听这个组播地址。当路由器收到这个组播地址时，会将包转发给这台机器，这就实现了跨路由器的组播。

需要处理速度快，时延低，可以容忍少数丢包，但要求即便网络拥塞，也毫不退缩，一往无前。

UDP简单、处理速度快，不像TCP操心各种重传，顺序，前面的不收到，后面的没法处理。不然等这些事情做完了，时延早就上去了。而TCP在网络不好出现丢包时，拥塞控制策略会主动退缩，降低发送速度，这就相当于本来环境就差，还自断臂膀，用户本来就卡，这下更卡。

当前很多应用都是要求低时延的，它们可不想用TCP如此复杂的机制，而是想根据自己的场景，实现自己的可靠和连接保证。例如，如果应用自己觉得，有的包丢了就丢了，没必要重传了，就可以算了，有的比较重要，则应用自己重传，而不依赖于TCP。有的前面的包没到，后面的包到了，那就先给客户展示后面的嘛，干嘛非得等到齐了呢？如果网络不好，丢了包，那不能退缩啊，要尽快传啊，速度不能降下来啊，要挤占带宽，抢在客户失去耐心之前到达。

如果你实现的应用需要有自己的连接策略，可靠保证，时延要求，使用UDP，然后再应用层实现再好不过。