TCP 與 UDP：兩種協議有什麼區別？

TCP 和 UDP 是網民日常交互的兩種常用協議，它們決定了數據在互聯網上的傳輸方式。儘管它們在許多方面相似，但它們的差異使它們可用於不同的目的。

在這個 TCP 與 UDP 的比較中，我們將討論這些協議是什麼，它們之間的主要區別，以及它們的一些使用示例：

什麼是TCP？

TCP或傳輸控制協議，是一種面向連接的協議，設備用於在網絡上進行通信。它是 TCP/IP 協議套件中的主要協議之一，提供錯誤檢測和糾正功能。此外，TCP 保證數據的可靠傳送，並確保數據包以它們發送的相同順序到達。

什麼是UDP？

UDP或用戶數據報協議，是一種無連接協議，其功能與 TCP 非常相似，但沒有錯誤檢測和糾正服務。取而代之的是，無論是否收到數據包，都會不斷地將數據包發送給接收方。這允許設備以更少的開銷更快地相互通信。

TCP 和 UDP 的區別

現在，讓我們來看看 TCP 和 UDP 之間的一些主要區別：

速度

UDP 比 TCP 快，因為它可以做的事情更少。TCP 不僅要建立連接，還要處理錯誤控制並保證文件按順序到達。另一方面，UDP 不保證傳輸數據包的交付，僅發送數據而不建立連接。

流量和擁塞控制

TCP 的流量和擁塞控制機制可確保發送方不會因過快傳輸過多數據而壓倒接收方。UDP 不提供流量和擁塞控制，因為數據包以連續順序接收或被丟棄。

面向連接和無連接

如前所述，UDP 是無連接協議，而 TCP 是面向連接的協議。在 TCP 中，發送方和接收方在發送數據之前建立連接。這裡使用了三路握手，其中涉及到SYN（同步）和ACK（確認）數據包的交換。但是，對於 UDP，它不需要顯式連接來發送數據。

可靠性

TCP 以可靠而著稱。當您通過 TCP 發送數據時，可以保證準確無誤地到達您的預期目的地。即使數據在傳輸過程中損壞或丟失，它也會恢復並重新發送。TCP 還跟踪數據包是否丟失或順序錯誤。

相反，UDP 是一種不可靠的協議，不保證數據傳輸。因此，數據報在傳輸過程中可能會丟失或損壞。此外，UDP 不跟踪發送方和接收方之間的數據包。

訂購

使用 TCP，排序和排序是為了確保數據包按照與發送時相同的順序進行傳送。然而，UDP 以任何隨機順序發送數據報。

TCP 與 UDP 比較表

	TCP	UDP
類型	面向連接	無連接
速度	慢點	快點
錯誤檢測和糾正	是	不
可靠性	更高	降低
流量和擁塞控制	是	不
重量	重量級	輕的
致謝	是	不
轉賬方式	數據包按順序交付	數據報以連續流的形式傳送

何時使用 TCP 與 UDP？

UDP 非常適合效率和速度比可靠性更重要的應用程序。一些例子包括：

• 普通文件傳輸協議 (TFTP)
• 域名系統 (DNS)
• VPN 隧道
• 互聯網協議語音 (VoIP)
• 線上游戲
• 媒體流

TCP 非常適合可靠性比時間更重要的應用程序。一些例子包括：

• 電子郵件（POP、SMTP 和 IMAP）
• 安全外殼 (SSH)
• 網頁瀏覽（HTTP 和 HTTPS）
• 文件傳輸協議 (FTP)

TCP的優勢

以下是 TCP 的一些優點：

• 提供錯誤檢查和恢復機制
• 支持多種路由協議
• 獨立運行

TCP的缺點

以下是 TCP 的一些缺點：

• 提供比 UDP 慢的速度
• 連接是重量級的
• 與廣播不兼容

UDP的優點

以下是 UDP 的一些優點：

• 廣播和多播傳輸的可用性
• 提供比 TCP 更快的速度
• 連接是輕量級的

UDP的缺點

以下是 UDP 的一些缺點：

• 不執行任何錯誤恢復
• 數據包發送亂序
• 容易丟失數據

UDP 和 TCP 的應用為何？

使用者資料包通訊協定(UDP)

UDP 是一種無連線傳輸通訊協定，可應用於各種需要即時通訊和低延遲的場合。其應用包括：

1. 即時串流

UDP 常用於即時串流、線上遊戲和視訊會議應用。

它的低延遲特性使其適合傳輸連續的資料串流，而無需大量的錯誤檢查。

"TCP had its time, QUIC is the future of user and application transport."

QUIC is bi-directional UDP. Running separately in each direction and encapsulating TCP packets. It allows apps to implement features in applications instead of relying on platform code.

— Danny (@Danny__D) November 15, 2023

2. 基於IP 的語音傳輸(VoIP)

UDP 可處理語音通訊應用程式，例如 VoIP 服務，因為它的開銷低且能快速傳送資料。

即時語音傳輸得益於 UDP 的簡單和快速。

3. 網域名稱系統(DNS)

雖然 DNS 也可以使用 TCP，但 UDP 是大多數 DNS 交易的首選，尤其是解析一般查詢。原因是它的傳輸重量較輕。

4. 廣播與多重播送

UDP 適用於需要同時向多個接收者廣播或群播資訊的場合。

現場廣播和線上遊戲等應用程式都受益於 UDP 有效處理多點傳送的能力。

傳輸控制協議 (TCP)

TCP 是一種可靠且以連線為導向的通訊協定，適用於資料完整性和傳送順序極為重要的場合。其應用包括：

1. 網路瀏覽

TCP 是萬維網的骨幹，可確保可靠的網頁內容傳輸。當您存取網站時，您的瀏覽器會使用 TCP 與網頁伺服器連線，並以結構化和錯誤檢查的方式取得資料。

2. 檔案傳輸協定 (FTP)

FTP 依賴 TCP 進行安全且精確的檔案傳輸。TCP 的可靠性可確保檔案傳輸無誤，其面向連線的特性可確保整個檔案以正確的順序傳送。

NETWORK PLUS DAILY

Which transport layer protocol is most suitable for an organization deploying a new application that demands rapid communication between servers across multiple locations and can tolerate a degree of data loss?

A. TCP
B. UDP
C. ICMP
D. IGMP

— BowTiedCyber | Evan Lutz (@BowTiedCyber) December 2, 2023

3. 電子郵件通訊

簡易郵件傳輸通訊協定 (SMTP) 和 POP3/IMAP (郵局協定 3/網際網路訊息存取通訊協定) 利用 TCP 傳送和接收電子郵件。

可靠的傳輸是必要的，因此 TCP 主要進行電子郵件通訊。

4. 遠端桌面存取

遠端桌面通訊協定 (RDP) 等應用程式依賴 TCP 為遠端桌面存取提供可靠且安全的連線。

視訊會議應該使用 UDP 還是 TCP？

TCP 和 UDP 在通訊的各個方面都扮演著重要的角色。然而，TCP 被認為是解決視訊會議相關問題的首選解決方案。

UDP 在快速傳輸資料方面表現優異，而 TCP 則是視訊會議場景的首選，其優先考量的是品質而非速度。

因此，您可以自行決定。

基於 TCP 和 UDP 的 OpenVPN

許多 VPN 提供商在其應用程序中支持OpenVPN，並允許用戶在 TCP 和 UDP 協議之間進行選擇。這是需要注意的重要的既不都是優於其他不同的是連察覺大多數最終用戶。通常，UDP 提供更好的速度，但它可能因場景而異。

在某些情況下，可能需要其中一種協議來繞過防火牆。TCP 和 UDP 都能夠在不同的端口上運行。但是，由於 OpenVPN 默認使用 UDP 端口 1194，因此防火牆通常會將其列入黑名單。如果您的 OpenVPN 連接被阻止，最好的辦法是切換到 TCP，它對 NAT 和防火牆更友好。

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PureVPN 主動為您自動選擇最佳的 VPN 通訊協定，確保安全迅速的連線。

此外，如果他們願意，您也可以手動選擇他們偏好的 VPN 協定。

1. WireGuard

WireGuard 是最新的 VPN 協定，旨在取代 IPSec。它被認為是更輕更快的替代方案，它增強了開放源碼憑證，降低了安全漏洞的可能性。

不過，它仍需開發，而且在跨平台相容性方面較為落後。

2. L2TP – 第二層隧道協定

由於 L2TP 缺乏強大的驗證功能，因此通常會搭配 IPSec 來提供安全性。

儘管有潛在的防火牆衝突，但由於它與現代平台相容，並能繞過 ISP/網路限制，因此是 OpenVPN 的可行替代方案。

3. SSTP – 安全套接字隧道通訊協定

SSTP 由 Microsoft 擁有，專屬於 Windows、FreeBSD 和 Linux。雖然無法稽核，但它是最安全的 VPN 通訊協定之一。

4. OpenVPN

OpenVPN 因其高速效能和頂級加密而備受肯定，是首選的通訊協定。

它可以在任何連接埠上進行廣泛的設定和操作，使其能夠克服 ISP/網路限制和防火牆。

5. IKEv2 – 網際網路金鑰交換

IKEv2 是基於 IPSec 架構的最新先進 VPN 通訊協定。

IKEv2 由 Cisco 和 Microsoft 合作開發，在速度、穩定性、安全性和簡易設定方面都有卓越的表現。然而，有時候它對舊平台的支援有限。

6. IPSec – 網際網路安全協定

IPSec 常用於保護 VPN。

它經常與 IKEv2 和 L2TP 等 VPN 通訊協定搭配使用，並提供資料保密和認證功能。它也可以作為獨立的 VPN 通訊協定。

7. SSL/TLS – 安全通訊端層

SSL 及其繼承者 TLS 是廣泛使用的加密通訊協定。

雖然它們不是獨立的 VPN 通訊協定，但在確保連線安全方面非常重要，如 HTTPS 網站和 OpenVPN 等 VPN 通訊協定。

8. PPTP – 對等隧道協定

PPTP 提供基本的加密和較低的安全性，並以速度為優先。儘管 PPTP 支援多種平台且容易設定，但不建議在安全性為首要考量的情況下使用。

9. SoftEther

相較於其他 VPN 協定 (不包括 WireGuard)，SoftEther 相對較新，但因其安全性、穩定性和速度而廣受歡迎。

它相容於多數作業系統，包括 Solaris 和 FreeBSD，並提供 GUI 管理和 RPC over HTTPS 等功能，有別於 OpenVPN。

常見問題

以下是人們對 TCP 和 UDP 協議提出的一些問題：

UDP 或 TCP 哪個更好？

公平地說，沒有一個比另一個特別好。TCP 和 UDP 都適用於不同的目的。如果速度對您來說至關重要，那麼您應該使用 UDP。如果數據完整性是您的首要任務，那麼您應該使用 TCP。

TCP 還是 UDP 更適合流式傳輸？

就流媒體（視頻和音頻）而言，UDP 是更好的協議，因為它具有更快的速度和低開銷。事實上，正是因為這個原因，大多數流媒體應用程序使用 UDP 而不是 TCP。

我應該為 VPN 使用 TCP 還是 UDP？

再一次，這取決於您的需求究竟是什麼。OpenVPN over UDP 通常是帶寬密集型活動（如流媒體和下載）的首選。另一方面，OpenVPN over TCP 非常適合繞過防火牆和地理封鎖。

總結

現在您了解了 TCP 和 UDP 之間的區別，您將能夠在設置路由器、配置防火牆或選擇 VPN 協議 時做出合理的決定。

如果您對 TCP 和 UDP 有任何疑問或困惑，請隨時通過下面的評論部分發表意見。我們會盡快回复您！