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為什麽UDP有時比TCP更有優勢?

隨著網絡技術飛速發展,網速已不再是傳輸的瓶頸,UDP協議以其簡單、傳輸快的優勢,在越來越多場景下取代了TCP,如網頁瀏覽、流媒體、實時遊戲、物聯網。

1.網速的提升給UDP穩定性提供可靠網絡保障

CDN服務商Akamai(NASDAQ: AKAM)報告從2008年到2015年7年時間,各個國家網絡平均速率由1.5Mbps提升為5.1Mbps,網速提升近4倍。網絡環境變好,網絡傳輸的延遲、穩定性也隨之改善,UDP的丟包率低於5%,如果再使用應用層重傳,能夠完全確保傳輸的可靠性。

2.對比測試結果UDP性能優於TCP

為了提升瀏覽速度,Google基於TCP提出了SPDY協議以及HTTP/2。Google在Chrome上實驗基於UDP的QUIC協議,傳輸速率減少到100ms以內。

Google采用QUIC後連接速率能有效提升75%。

Google搜索采用QUIC後頁面加載性能提升3%。

YouTube采用QUIC後重新緩沖次數減少了30%。

3.TCP設計過於冗余,速度難以進壹步提升

TCP為了實現網絡通信的可靠性,使用了復雜的擁塞控制算法,建立了繁瑣的握手過程以及重傳策略。由於TCP內置在系統協議棧中,極難對其進行改進。

4.UDP協議以其簡單、傳輸快的優勢,在越來越多場景下取代了TCP

4.1?網頁瀏覽

使用UDP協議有三個優點 :

能夠對握手過程進行精簡,減少網絡通信往返次數;

能夠對TLS加解密過程進行優化;

收發快速,無阻塞。

4.2?流媒體

采用TCP,壹旦發生丟包,TCP會將後續包緩存起來,等前面的包重傳並接收到後再繼續發送,延遲會越來越大。基於UDP的協議如WebRTC是極佳的選擇。

2010年google 通過收購 Global IP Solutions,獲得了WebRTC(網頁實時通信,Web Real-Time Communication)技術,用於提升網頁視頻速率。

4.3?實時遊戲

對實時要求較為嚴格的情況下,采用自定義的可靠UDP協議,比如Enet、RakNet(用戶有sony online game、minecraft)等,自定義重傳策略,能夠把丟包產生的延遲降到最低,盡量減少網絡問題對遊戲性造成的影響。

采用UDP的經典遊戲如FPS遊戲Quake、CS,著名的遊戲引擎Unity3D采用的也是RakNet。

4.4?物聯網

2014年google旗下的Nest建立Thread Group,推出了物聯網通信協議Thread,完善物聯網通信。

采用UDP有3個關鍵點:

網絡帶寬需求較小,而實時性要求高;

大部分應用無需維持連接;

需要低功耗。