一、TCP/IP协议族

在博主阅读很多文档之后，觉得这么一句话很有道理：要想学好TCP和UDP协议，首先得清楚TCP协议和UDP协议与TCP/IP协议的联系，有时候我们以为自己懂了这个知识点，但是并没有把知识串起来。这种学习感觉像是知其然但不知其所以然。就假如说面试官直接问你TCP的特点，你很轻松的说出它是面向连接，可靠传输，面向字节流的，但是如果人家再问你既然TCP已经做到了可靠传输，为什么还需要UDP这种无连接不可靠的协议？如果你不知道这个问题的答案，那我觉得你就属于这种知其然不知其所以然这种。得重新捋一下知识点。

TCP/IP协议是一个协议族，里面包括很多协议。UDP只是其中的一个，之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP，IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。下图是博主找到比较整齐且又容易理解的协议层次图：

二、UDP协议简介以及特点

UDP：User Datagram Protocol的简称，中文名用户数据报协议，是OSI开放式系统互连参考模型中一种无连接的传输层协议。主要是处理数据包

2.1 UDP数据报的首部结构

UDP有两个字段：首部字段和数据字段。
首部字段有八个字节，源端口，目的端口，长度，校验和各占两个字节，如下图所示：

（1）源端口
在需要对方回信时使用，不需要时全为0
（2）目的端口
发送UDP数据报的目的地
（3）长度
UDP数据段的长度，最短为8个字节，只包含首部
（4）校验和
用于检验UDP数据报在传输过程中有没有出错，有则丢弃

在上图还出现了一个伪首部，其实UDP首部中有个校验和，它在计算的时候要加上伪首部。书上对这个只是简略的说了下。伪首部中由源ip和目的ip，以及协议头，这么做的目的：收到这个UDP的对端也做同样的校验和计算，如果接收端IP传递了错误的数据到UDP层的话，校验和就会不一致，丢弃包。

2.2 UDP协议的特点

无连接，不可靠，面向数据报（一定要记住！！！）

（1）无连接的

发送数据之前源端和终端不需要建立连接，当它想传送时候就的去抓取应用程序的数据，并尽可能快的把他扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅受应用程序生成数据的速度，计算机的处理能力，网络带宽的限制；在接收端，把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。减少了开销和发送之前的时延

（2）不可靠

由于传输数据不需要建立连接，因此就不需要维护连接状态，包括收发状态。尽最大努力交付，但是不保证可靠交付。因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

（3）面向数据报

发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部之后就向下交付给IP层，既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界。因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

（4）UDP没有拥塞控制

网络拥塞不会导致UDP的发送速率降低，接收端要求发送端以恒定的速率发送，并且允许少量丢包时候，UDP恰好符合这种需求

（5）UDP支持多种模式

UDP支持一对一，多对一，一对多，多对多的交互通信

外加一个小的知识点，我们经常使用的“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP 通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。

三、TCP与UDP的区别

（1）TCP是提供面向连接的，通信前要先建立连接（三次握手）；UDP提供无连接，通信前不需要建立连接，所以起步快，延时小

（2）TCP提供可靠的传输（有序，无差错，不丢失，不重复）；UDP提供不可靠的传输，由于不需要双方都在线，所以服务端不用维护巨量的并发连接，节省系统资源。

（3）TCP面向字节流的传输，因此它能够将信息分割成组，并在接收端将其分组；UDP是面向数据报的传输，没有分组开销。

（4）TCP提供拥塞控制和流量控制机制；UDP不提供拥塞控制和流量控制机制。（对实时应用很有用，如IP电话和视频会议等 ）

再回到我们开头提到的问题，TCP已经实现了可靠传输，为什么还需要不可靠的UDP呢？TCP的实时性要求不高，但是要求内容完整传输到应用。UDP由于无连接，无重传确认，所以传输效率高，延时小，适合实时性要求高的应用。比如游戏服务器，音频，视频等。再者就是UDP可以更高效的利用网络带宽。

四、UDP的使用场景

• 需求资源少，网络情况稳定的内网，或者对于对包不敏感的应用，比如DHCP就是基于UDP协议的
• 不需要一对一沟通，建立连接，而是可以广播的应用。因为它不面向连接，所以可以做到一对多，承担广播和多播的协议
• 需要处理速度快，可以容忍对包，但是即使网络拥塞，也毫不退缩，一往无前的时候。

(emmm,有问题的还是需要广大网友提出，我会好好学习的）