tcp - 我应该使用 TCP 还是 UDP？

Question

我的应用程序需要将视频数据从服务器逐帧发送到客户端。我在使用 TCP 或 UDP 之间摇摆不定。

从我的测试中，我发现了以下一些结果：

TCP：很容易实现。

UDP：要向客户端发送一个帧（大约 50KB），如果我为每个帧创建 1 个 UDP 包，那么发送总是会丢失帧。所以我必须把每一帧分成很多UDP包。这使我的算法更加复杂，因为 UDP 协议可能会丢失包裹并且包裹可能会乱序交付。另外，如果每个UDP包中的数据长度很大，那么很容易丢失。

我有一些疑问：

1. 我应该为这种类型的应用程序使用 TCP 还是 UDP。

2. 如果我想使用UDP进行更快的传输，如何确定每个包中数据的合适长度，在传输过程中不会轻易丢失？（这可能属于网络带宽）？

3. 根据您的经验，您能估算出 TCP 比 UDP 快多少百分比？

很抱歉在帖子中有这么多问题，但在决定在我的应用程序中使用 TCP 还是 UDP 之前，我需要了解更多细节。

Answer 1

由于您的应用程序流式传输视频，您可能需要 UDP。TCP 和 UDP（在这种情况下）之间的一个巨大区别是 UDP 不会像 TCP 那样尝试恢复丢失的数据包。您不希望每次跳过一帧时都重新加载视频，因为这需要很长时间，相反 UDP 只会跳过丢失的帧。（如果您右键单击 Youtube 视频，您可以看到流式传输视频时丢弃的数据包数量）

Answer 2

在您的情况下，我会使用 TCP ，除非您实际上有手动分段和重新组装 UDP 数据包的实践经验，并且您愿意维护代码中引入的开销（例如重新组装缓冲区并控制这意味着延迟）。

此外，您应该考虑目标网络。它是仅本地主机、局域网、广域网还是互联网。您对网络的控制越少，在往返时间、延迟、数据包丢失等方面偏爱 TCP 的影响就越大。通过控制我的意思是上限或估计跨网段 (#routers) 的数量，数量不同的配置（QoS、带宽限制器、MTU、...）等等。

根据经验，当瞬间（定义如下）所需的所有数据都适合一个数据包（IPv6 中的 MTU 保证为 1280）时，UDP 非常有用。瞬间是时间上的短暂快照，通常具有往返时间的生命周期。UDP 也适用于查询和响应都是小实体的对话。

因此，从这个意义上说，我会将 UDP 用于 DNS（简短查询、简短回答）或金融交易数据（在 1 次往返时间的生命周期内只有这么多）或协议元数据，例如参与客户的数量或身份哈希（查询/响应很短，在往返时间内只有少数）。

希望这可以帮助。

编辑：
回答你的问题

1. UDP（上面列出的限制）
2. IPv6 提供路径 mtu 检测，您只需使用 PMTU，对于 IPv4，您必须自己动手：
   • 设置IP_DONTFRAG套接字选项
   • 发送一个您认为会通过的数据包
   • 想一个简单的协议让接收者告诉你数据包是否已经被完全接收
   • 如果不是 -> 减小大小，如果是 -> 增加大小
   • 经过几次乒乓球之后，您对 PMTU 有了一个安全的估计（当然您已经可以发送有效载荷数据了）
3. 如果网络的性质稳定并保持稳定，UDP 将大大优于 TCP 。（相反）当网络的性质不断变化（延迟变化、丢包概率变化等）时，TCP 不会获胜。但是，同样的，当网段相距很远且 QoS 为在一些中间段中使用（配置为支持或多或少已知的 TCP 服务而不是“其他”内容的 QoS。

对于一些数字和灵感，您应该查看udt。

Answer 3

除了视频/音频流之外，UDP 还用于具有短消息的低延迟应用程序。