秋招Day12 - 计算机网络 - UDP

说说TCP和UDP的区别？

TCP使用无边界的字节流传输，可能发生拆包和粘包，接收方并不知道数据边界；UDP采用数据报传输，数据报之间相互独立，有边界。

应用场景方面，TCP适合对数据的可靠性要求高于速率要求的场景，比如邮件传输，文件传输，网页浏览。UDP适合对速率要求高、可以容忍一定数据丢失的场景，比如即时聊天、在线视频、语音电话。

你会如何设计QQ中的网络协议？

首先是登陆功能，由于需要准确性和数据加密，所以采用TCP + SSL/TSL协议来进行登陆。

登陆之后的即时聊天/语音视频通话功能，由于实时性要求高，所以采用UDP协议。

如何保证消息的不丢失？

对于TCP协议来说，如果发生消息丢失，则会尝试进行重传（RTO超时重传/快速重传）

对于UDP协议，可以通过应用层的重传机制来保证消息不丢失。当接收方的应用层收到消息后，发送一个确认信息给发送方，如果发送方没有收到确认信息，则重传。同时，每个消息都有一个序列号，接收方通过序列号来判断消息是否丢失，如果发现序列号不连续，就要求发送方重新发送，这样还可以避免消息重复。

消息持久化也很重要，可以将消息保存在服务器或者本地数据库中，即时网络断连，也能从数据库中恢复消息。

为什么QQ采用UDP协议？

• QQ并不是全部采用UDP协议，比如文件传送采用的是TCP保证可靠性。
• 使用UDP传输信息的好处是延迟较低，对于数据丢失的处理比较简单。TCP是一个全双工的协议，需要建立连接，网络开销较大。
• 如果使用QQ语音或者视频通话，UDP的优势更能显现，首先延迟较小，其次是偶尔的丢包不需要重传，因为用户可以接受偶尔的卡顿和画面模糊，但是如果频繁出现几秒前的画面和声音，几乎是不可接受的。
• QQ的服务器设计容量是海量级的，一台服务器要容纳几十万的并发连接，因此服务器只有采用UDP与客户端通信才能保证如此大规模的服务，服务器压力小。

UDP协议为什么不可靠？

• 不保证消息交付：无确认、无重传、无超时
• 不保证交付顺序：无序号、不重排、无队首阻塞（TCP需要等待丢失的数据重传才能把数据交付到应用层）
• 不跟踪连接状态
• 不进行拥塞控制

DNS为什么要用UDP？

DNS既使用TCP又使用UDP。

使用TCP的情况是区域传送，也就是DNS服务器之间同步域名解析数据时。因为数据同步所要传输的数量大于普通的请求和响应，而TCP能够传输更大的报文长度，而且为了保证数据的正确性，所以使用TCP。

客户端向DNS服务器请求域名解析的时候使用UDP，服务器返回的内容不会超过UDP的最大允许长度，并且不需要建立连接，大大提升的响应速度，但这要求客户端自己有超时处理/请求重传/重试机制来保证响应数据的可靠性。