抓包分析UDP，TCP與UDP的區別需要有理可據，別再死記硬背了

目錄

• 抓包過程
• UDP 特點UDP 抓包看首部UDP主要特點
• UDP 應用代表
• `TCP` vs `UDP`
• 從頭部分析 TCP 與 UDP 的區別
• TCP 解決了五個問題

抓包過程

使用了 Wireshark 進行抓包，用兩個最常用的 curl 和 ping 命令來演示抓包情況，開啟抓包。

<code> 
 
curl
 https://zengzhiqin.kuaizhan.com 
 
 ping https://zengzhiqin.kuaizhan.com
/<code>

Wireshark根據 ping 命令得到的地址進行條件過濾，得到上面兩個命令所得到的包，主要有 TCP（https基於tcp協議）協議和 ICMP（ping命令是基於 ICMP 協議）協議的包，如下圖所示：

抓包分析

UDP 特點

UDP 抓包看首部

UPD 首部

正在我想著要不抓一個 ARP（廣播包，使用 UDP） 包的時候，我先直接在wireshark裡面過濾了一下 UDP 類型的包，還真的有，然後我谷歌了下這包是用來幹嘛，如下：

UDP協議抓包分析

此包作用

順便吐槽一下百度翻譯，反正這個翻譯我是看不懂。

UDP主要特點

• UDP 是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接
• UDP 盡最大努力交付，不保證可靠交付，不支持擁塞控制
• UDP 面向報文，沒有擁塞控制，很適合多媒體通信的要求（例如老師電腦廣播學生電腦講課）
• UDP 支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信
• UDP 首部開銷小，只有8個字節

UDP 應用代表

1. 網頁或者手機APP的訪問

對於目前主流的移動互聯網來說，TCP 建立比較耗時，還會有連接斷了的問題，QUIC（Qucik UDP Internet Connections, 快速UDP互聯網連接）是Google提出的基於 UDP 改進的通信協議，在應用層上，會自己實現快速連接建立，減少重傳延時，自適應擁塞控制，很牛皮。

2. 流媒體協議

話說大冪冪今天做客李佳琦直播間了，她太美了！

直播協議很多使用 RTMP，是基於TCP的。但是對於直播來說，視頻播放有的包能丟有的不能，因為視頻的連續幀裡面有的重要有的不重要，格幾個幀丟一個觀眾不會感知，但是連續丟就會卡頓了，因此在網絡不好的時候應用希望選擇性的丟幀。

TCP對直播有個致命的缺點就是網絡不好的時候，TCP協議探測到了會主動降低發送速度，原本就卡那就更要命了，應用層應該是馬上重傳而不是主動讓步。因此，很多直播應用都基於 UDP 實現了自己的視頻傳輸協議。

3. 實時遊戲

遊戲實時性要求高，拿王者榮耀來說，遇到了猴子慢一秒都是回泉水的問題，因此實時遊戲中客戶端和服務端要建立長連接來保證實時傳輸，可是玩家那麼多都建立長連接騰訊哪怕自家有騰訊雲也扛不住啊，TCP 長連接是需要再內核維護數據結構的，一臺機器能支撐的 TCP 連接數目有限，UDP 是沒有連接的，在異步IO機制引入之前常常是應對海量客戶端連接的有效策略。

還有個原因，是 TCP 保證強順序，一個保丟失了要等重發，客戶端等不了，而且客戶端並不關心過期數據。

4. LOT 物聯網
5. 移動通信領域

最後兩個領域我也講不來，是 UDP ，然後實時性要求高，哈哈哈破功了。

TCP vs UDP

TCP頭部

UDP頭部

TCP 總是秉著嚴謹可靠的做學問的態度，UDP 總是一副盡最大努力交付的商人心態。UDP 工作時，發送方的 UDP 對應用程序交下來的報文，既不合並，也不拆分，而是設立了一個報文長度字段用來保留這些報文的邊界，在添加首部後就直接向下交付網絡層，看上面的 UDP 頭部信息也能感受到他有多麼的粗糙和敷衍了。

從頭部分析 TCP 與 UDP 的區別：

1. 跟TCP頭部比起來，UDP頭部簡單的有點過分，即UDP結構更加簡單
2. TCP具有序列號和確認號和緊急指針，TCP 保證數據順序和可靠傳輸，UDP 不保證，對於可靠傳輸，判斷丟包，誤碼靠的是TCP的段編號以及確認號。TCP為了保證報文傳輸的可靠，就給每個包一個序號，同時序號也保證了傳送到接收端實體的包的按序接收。然後接收端實體對已成功收到的字節發回一個相應的確認(ACK)；如果發送端實體在合理的往返時延(RTT)內未收到確認，那麼對應的數據（假設丟失了）將會被重傳。
3. TCP 設立了SYN，ACK，FIN 等標誌來握手建立連接，即TCP 面向連接，UDP 不面向連接，是無狀態的，這點是主要區別，有連接能溝通上其他的事情就好辦了，喝酒還是喝茶都好說話，畢竟有連接了其他的“可靠傳輸”“流量控制”"擁塞控制"等事情都是基於連接來錦上添花的事情`
4. TCP 具有窗口，即 TCP 可以進行流量控制和擁塞控制，具體控制方法往下看，UDP 就不行，他就是把應用層給的報文加個頭往網絡層一丟完事，生死有命富貴在天。
5. TCP 是面向字節流傳輸的，UDP 是基於數據報傳輸的。這點其實不難理解，一個個報文獨立地傳輸只適合 UDP 這種全然不顧後果的魯莽傳輸，TCP 還要進行流量控制擁塞控制啥的，肯定不能傳報文，太大了，而是要可控傳輸，字節流發多少都好控制。
6. UDP 傳輸速度快，TCP 傳輸速度慢,人家TCP要幹那麼多事情，握手交流窗口啥的，肯定更加耗時了。

如果要硬記這些特點，還是很難的，又不是黃蓉可以過目不忘，腦子裡只需要繪製這兩個的頭部內容就好了，區別可以自己推導出來，前提是知道那些是幹啥的。

TCP 解決了五個問題

• 順序問題
• 丟包問題
• 連接維護
• 流量控制
• 擁塞控制

順序問題和連接維護可以看我公眾號另外一篇《抓包分析TCP首部》，下篇我們來看看 TCP 丟包問題，以及怎麼通過滑動窗口來進行流量控制和擁塞控制吧。

有收穫的老鐵點個贊鼓勵一下吧，感謝觀看~

下期預告： TCP 流量控制和擁塞控制的實現（這期插了個小隊講UDP）