TCP和UDP协议使用场景

TCP 的典型使用场景，结合它的特性来看。

🔹 先看 TCP 的特点
  • 面向连接：三次握手建立连接，保证通信可靠。
  • 可靠传输：有序、无丢失、无重复（靠序列号、确认应答、重传）。
  • 流量控制 & 拥塞控制：保证传输不会把对方或网络压垮。
  • 面向字节流：数据是连续的字节流，适合大块数据传输。

因此：TCP 适合对数据完整性和可靠性要求高的场景。

🔹 TCP 使用场景
1. 网页访问（HTTP/HTTPS）
  • 绝大多数网页加载基于 HTTP/1.1 和 HTTP/2 → TCP（HTTP/3 除外，它基于 QUIC/UDP）。
  • 要求：数据必须完整，HTML/CSS/JS 少一个字节都可能出错。
2. 文件传输
  • FTP、SFTP、FTPS、SMB、NFS 等。
  • 要求：文件必须 100% 完整，不能丢数据。
3. 电子邮件
  • SMTP、IMAP、POP3 都基于 TCP。
  • 要求：邮件必须完整送达，不能缺失。
4. 数据库访问
  • MySQL、PostgreSQL、Oracle、SQL Server 等。
  • 要求：SQL 查询结果必须可靠返回，事务数据绝不能丢。
5. 远程登录
  • SSH、Telnet。
  • 要求：命令和输出必须可靠有序，不能乱序。
6. 即时通讯（文字为主）
  • 微信文字聊天、Slack、WhatsApp 消息（消息层用 TCP 或基于 TCP 的协议）。
  • 要求：文字消息不能丢，必须按顺序送达。
  • （语音/视频实时通话则更多走 UDP）
7. 大多数 API 调用
  • REST API（基于 HTTP/HTTPS）
  • gRPC（默认基于 HTTP/2 → TCP）
  • 要求：请求和响应必须可靠。
8. 大部分区块链网络
  • 例如 比特币、以太坊 P2P 节点，常用 TCP 传输区块数据。

🔹 UDP 的使用场景

🔹 先回顾 UDP 特点
  • 无连接：不需要三次握手，直接发包。
  • 不可靠：不保证包一定送达，也不保证顺序。
  • 轻量级：头部开销小（8字节，对比 TCP 的 20+ 字节）。
  • 实时性强：延迟低，不需要等待确认。

所以：UDP 适合对速度要求高、但能容忍部分丢包的场景。

🔹 典型使用场景
1. 实时音视频/语音通话
  • 场景：Zoom、微信语音、腾讯会议、直播推流
  • 原因：语音/视频是实时流，偶尔丢几个包只会造成瞬时马赛克，比延迟要好得多。
  • 协议：很多基于 RTP/RTCP (Real-time Transport Protocol)，底层是 UDP。
2. 在线游戏
  • 场景：LOL、王者荣耀、CS:GO 等
  • 原因：游戏对实时性要求高，玩家移动/攻击数据必须快速同步，丢个包就算了，下一个包会更新位置。
  • 协议：常见的游戏引擎（如 Unity、Unreal）提供 UDP 网络模块。
3. DNS (域名解析)
  • 场景：解析 www.example.com -> IP
  • 原因：DNS 查询通常只有一个请求+一个响应，短小快速，不必建立 TCP 连接。
  • 说明：大部分 DNS 用 UDP，只有在响应过长或需要可靠性时才会切 TCP。
4. DHCP (动态主机配置协议)
  • 场景：电脑开机自动获取 IP 地址
  • 原因：刚开机时还没有 IP，无法建立 TCP 连接；用 UDP 广播发送发现包更合适。
5. 流媒体传输
  • 场景：视频直播（RTSP、QUIC 之前的 RTP/UDP 流）、IPTV
  • 原因：对实时性要求高，允许一定丢包，UDP 更适合。
6. 物联网（IoT）和轻量协议
  • 场景：传感器上报数据、MQTT-SN 等
  • 原因：设备算力有限，UDP 更节省资源。
7. 新一代协议（基于 UDP 封装可靠性）

  • QUIC（HTTP/3 使用）

    • Google 开发，跑在 UDP 上，但自己实现了可靠传输、加密、多路复用。
    • 好处：比 TCP+TLS+HTTP/2 快，尤其适合移动网络。

  • 所以，HTTP/3 = QUIC = 基于 UDP，但表现出类似 TCP 的可靠性。

TCP和UDP对比

TCP vs UDP 对比表 + 场景举例

特性TCPUDP
类型面向连接无连接
可靠性可靠传输，保证数据完整、有序不保证可靠性，可能丢包或乱序
数据传输面向字节流面向报文（Message）
连接建立三次握手无需握手，直接发包
连接关闭四次挥手不需要关闭
流量控制有（避免拥塞）无
传输延迟较高（可靠性开销）低（轻量、实时）
头部开销20 字节8 字节
适合场景文件传输、网页访问、邮件、数据库、远程登录实时语音/视频、在线游戏、DNS 查询、直播、IoT 上报
典型应用协议HTTP/HTTPS、FTP/SFTP、SMTP/IMAP/POP3、MySQL/PostgreSQL、SSHDNS、DHCP、RTP/RTCP（音视频）、QUIC（HTTP/3）、游戏自定义协议
使用特点数据完整性优先，允许延迟速度和实时性优先，可容忍丢包

🔹 总结对比

  • TCP → 数据必须完整，能等，适合文件、网页、数据库、邮件、API。
  • UDP → 要快、实时，丢一点没关系，适合语音视频、游戏、DNS、直播。