浅谈传输层协定（三）：牺牲可靠性换取速度的 UDP

前面两天从 TCP 在做什麽开始聊起，今天来看看另外一个也很重要的协定 UDP。

UDP 为 User Datagram Protocol 的缩写，中文翻译成使用者资料报协定。和 TCP 同属传输层，做的事情其实也是类似的，但 UDP 不保证「可靠性」，那麽你可能会有疑问了，既生瑜何生亮，有了 TCP 为何还要 UDP 呢？

我们先从两者的差异聊起。

UDP vs. TCP

UDP 和 TCP 两者都有的，就是 Port 连接埠的概念，我们在上一篇TCP 有多可靠中所提到过「两个设备间的连线可能不只一个，就会需要编号来分开不同的连线」，就是 UDP 和 TCP 共用的概念。

*UDP Connection

但除此之外，UDP 就像是阉割版的 TCP，其它功能几乎都没有。

你说 UDP 也有 TCP Checksum 一样的 Checksum 呀？同样也可以检查是否有可能的资料损坏吧？

这样说没错，但是大部分使用 UDP 这个协定来传输资料的，对於资料的正确性通常不会那麽在乎，有的应用会利用 Checksum 的特性意思意思检查一下损坏，但也有不少应用乾脆就「忽略」这块，在 UDP 官方定义中，是可选择忽略的（但建立在 IPv6 上的 UDP 还是必选题）。

其余的壅塞、流量控制啦，UDP 就通通都不管了，它就是打算以最直接的方式把资料送过去，至於对方有没有收到就没它的事了，真是个任性的协定。

UDP 的主要应用

那麽，这样牺牲可靠性的 UDP 求的是什麽呢？当然就是即时性了。

大部分建立在 UDP 上的应用都分秒必争。例如串流影音，每秒 30 个影格的影片，掉了几格一般人根本看不太出来，若是想每格都呈现出来而改用 TCP 的话，造成的後果可能是影片的 lag，为了等没收到影格重新传过来，导致後面的影格无法顺畅的播出，绝对不会是观影者希望的事。更何况是一些直播影片了，隔壁都在欢呼了只有你的萤幕画面还在转阿转。

除了串流影音之外，前面文章常见网路问题：DNS 提到应用层的 DNS，也是基於 UDP 的一种协定，但比较特殊的是现在 DNS 的实做几乎都同时使用 UDP 和 TCP，刚开始预设用 UDP 快速从网域名称获取 IP 位置，但发现不够稳定时，就切成 TCP 传输资料。

小结

TCP 和 UDP 的作用，都是基於 IP 上的两个 IP 位置之间交换资料，由於 Port 连接埠的概念提出，不同的服务就可以用不同的 Port 来建立连线，如 DNS 用 Port 53、HTTP 用 Port 80 等等，两个 IP 位置间可以根据 Port 来建立多个连线。

而应用程序采用两个协定中的哪个，就要看应用的类型了，如果追求可靠性，不希望掉封包的话当然就选择 TCP；追求即时性的话就牺牲一点可靠性采取 UDP。但凡事也没有绝对，像是 DNS 一样，也可以在不同情境下选择使用 TCP 或 UDP。

传输层就浅谈到此罗，接着我们聊聊应用层的一些常用协定。

参考资料

1. Wiki - UDP
2. StackExchange - When do DNS queries use TCP instead of UDP?