TCP和UDP区别
面试官您好，TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）是传输层的两大核心协议，在特性、机制、适用场景等方面差异显著，下面为您详细拆解：
一、核心特性与基础区别
连接模式
- TCP：面向连接，数据传输前需通过三次握手建立连接，像打电话，双方确认接通（客户端发 SYN → 服务端回 SYN + ACK → 客户端回 ACK ），传输中连接持续，类似通话时的“保持连线” 。
- UDP：无连接，无需提前建立连接，如同写信，直接把数据封装成报文发送，不管接收方是否“准备好”，发送后就结束交互。
可靠性保障
- TCP：提供可靠传输，通过序列号、确认应答（ACK）、超时重传机制，确保数据有序、完整抵达。比如发送数据段 1、2、3，若段 2 丢失，接收方不回 ACK，发送方超时后会重传段 2，保证接收方按序收到完整数据。
- UDP：不保证可靠性，发送方只管发，不确认接收方是否收到，也不处理丢包、乱序，像直播弹幕，少量丢包不影响整体观看，追求“快速发”。
二、流量与拥塞控制机制
流量控制（针对收发双方速度匹配）
- TCP：用滑动窗口机制，接收方通过 TCP 头部窗口字段，告知发送方可发数据量。若接收方处理慢，缩小窗口，发送方就减少发送；处理快则增大窗口，动态适配，避免接收方缓冲区溢出。
- UDP：无流量控制，发送方按自身节奏发，不管接收方处理能力，若接收方处理不过来，直接丢弃数据，易造成“数据洪灾”。
拥塞控制（针对网络整体状态）
- TCP：有复杂拥塞控制，像慢启动（初始发少量数据，探测网络）、拥塞避免（网络稳定后，缓慢增大发送量）、快速重传（收到多个重复 ACK 时，不等超时就重传）、快速恢复（重传后调整窗口，快速恢复传输），动态感知网络拥塞，调整发送速率，保障网络整体稳定。
- UDP：无拥塞控制，发送速率基本固定，即使网络拥塞，也继续发，可能加剧网络拥堵，比如大量 UDP 视频流同时传输，易占满带宽，影响其他业务。
三、报文结构与性能开销
报文头部
- TCP：头部复杂，20 - 60 字节（含选项字段），有序列号、确认号、窗口大小、校验和等字段，用于连接管理、可靠性保障，“信息量大但厚重” 。
- UDP：头部简单，仅 8 字节，包含源端口、目的端口、长度、校验和，“轻装上阵”，封装和解封装效率高。
性能开销
- TCP：因连接建立、确认应答、重传、拥塞控制等机制，性能开销大，传输延迟相对高，但换来可靠性。
- UDP：无这些复杂机制，传输延迟低、效率高，适合对速度敏感场景，但可靠性靠应用层自己处理（若需）。
四、适用场景
TCP 适用场景
需可靠传输，对丢包、乱序零容忍的业务，比如：
- 网页浏览（HTTP）：要完整接收页面资源（HTML、图片等），丢包会导致页面加载不全，TCP 保障可靠下载。
- 文件传输（FTP）：传输大文件时，必须确保数据完整，重传机制避免文件损坏。
- 邮件收发（SMTP/POP3）：邮件内容、附件需准确送达，TCP 保证可靠性。
UDP 适用场景
对实时性要求高、能容忍少量丢包的业务，比如：
- 语音通话（VoIP）：通话中偶尔丢包，人耳难察觉，但延迟高会让对话“卡顿”，UDP 低延迟更合适。
- 视频会议/直播：视频流丢几帧不影响观看连贯，UDP 快速传输保证实时性，像直播平台用 UDP 优化观看体验。
- 实时游戏：游戏内人物移动、操作指令，需低延迟传输，少量丢包可通过游戏逻辑（如预测补偿）处理，UDP 让操作更“跟手”。
五、协议细节与延伸
- TCP 三次握手细节：首次握手（客户端 SYN = x），第二次（服务端 SYN = y, ACK = x + 1），第三次（客户端 ACK = y + 1 ），通过序列号和确认号，确保双方收发能力正常，建立可靠连接。
- UDP 校验和计算：对伪首部（含源 IP、目的 IP、协议号等）、UDP 首部、数据段一起计算校验和，检测数据在传输中是否损坏，但不保证丢包、乱序，是“轻量级校验”。
- TCP 延伸机制：除流量、拥塞控制，还有延迟确认（合并 ACK ，减少网络包）、时间戳（解决序列号回绕、计算 RTT ）等优化，深入理解这些，能更好分析网络性能问题。
总结来说，TCP 像“严谨的物流快递”，全程跟踪、确保送达；UDP 像“高效的外卖小哥”，快速出发、不管后续。实际应用里，要根据业务对可靠性、实时性的需求，选合适协议，甚至在一些场景（如 QUIC 基于 UDP 实现类 TCP 可靠传输），结合两者优势优化，这也是协议选型的加分思考点 。