Ключевые отличия TCP и UDP

Если кратко: TCP — это надежный протокол с установкой соединения, а UDP — быстрый, но ненадежный протокол без установки соединения. Это фундаментальное различие порождает все остальные.

А теперь разберем подробно и с примерами из реальной практики.

Ключевая характеристика: Гарантированная доставка данных в правильном порядке.

Представьте, что вы отправляете другу книгу по почте, но разрываете ее на страницы и отправляете каждую в отдельном конверте. TCP — это служба, которая:

1. Звонит другу (handshake): "Привет, я сейчас буду тебе отправлять конверты, ты готов?"
2. Нумерует конверты: На каждом конверте ставит номер страницы.
3. Ждет подтверждения: Почтальон ждет, пока друг получит конверт №1 и скажет "Ок, №1 получил", прежде чем отправить №2. Если подтверждения нет — отправляет конверт заново.
4. Собирает книгу: Друг получает все конверты (даже если они пришли в непорядке) и складывает страницы по номерам в идеальную книгу.

• Установка соединения (3-way handshake): SYN -> SYN-ACK -> ACK. Это начало любой TCP-сессии.
• Подтверждение доставки (ACK): Получатель подтверждает каждый полученный пакет.
• Повторная передача: Если отправитель не получил ACK вовремя, он отправит пакет снова.
• Контроль перегрузки: Автоматически "притормаживает", если сеть перегружена, чтобы не усугублять ситуацию.
• Гарантия порядка: Собирает данные в том порядке, в котором они были отправлены.

• HTTP/HTTPS (весь интернет-браузинг, API-запросы).
• WebSockets (чат, реальные уведомления).
• SSH, FTP (удаленное управление, передача файлов).
• Почтовые протоколы (SMTP, IMAP, POP3).
• Базы данных (например, соединение с PostgreSQL, MySQL).

Плюсы: Абсолютная надежность, целостность данных. Минусы: Накладные расходы на поддержку соединения, задержки из-за подтверждений и повторных отправок, "залипание" головы очереди (HOL blocking).

Ключевая характеристика: "Отправил и забыл". Максимальная скорость, минимум гарантий.

Вы стоите на стадионе и кричите сообщение толпе через мегафон. Вы:

1. Не знакомитесь с каждым слушателем.
2. Кричите сообщение один или несколько раз.
3. Не ждете, услышали ли вас. Некоторые на задних рядах могут не расслышать из-за ветра.
4. Не заботитесь о порядке — если вы крикнули "Внимание!" после основного сообщения, так оно и будет.

• Без установки соединения. Пакеты (датаграммы) летят сразу.
• Нет подтверждений доставки.
• Нет повторной отправки потерянных пакетов.
• Нет контроля порядка — пакеты могут прийти вразнобой.
• Нет контроля перегрузки — может "затопить" сеть.

• Видео и аудиостриминг (Zoom, Twitch, VoIP). Потеря нескольких пакетов = микро-артефакты в видео, что лучше, чем задержка.
• Онлайн-игры (real-time). Положение игрока обновляется 60 раз в секунду. Лучше получить новое положение, чем ждать старое.
• DNS-запросы. Запросы короткие, а потерянный пакет можно быстро повторно отправить.
• Трансляция широковещательных/мультикаст сообщений (например, для обнаружения устройств в сети).
• QUIC (основа HTTP/3). Новый протокол, который поверх UDP реализует свою логику надежности, чтобы быть быстрее TCP.

Плюсы: Минимальные задержки (low latency), низкие накладные расходы, эффективность для массовых рассылок. Минусы: Нет гарантий доставки, порядка, возможна потеря данных.

1. Вы разрабатываете REST API или GraphQL-сервер. Целостность каждого запроса и ответа критична.
2. Вы загружаете файл, отправляете email, передаете документ. Потеря даже одного пакета может сломать файл.
3. Вы пишете чат-приложение (основную логику сообщений). Сообщение должно дойти целым.
4. Вы подключаетесь к базе данных. Запрос "UPDATE users SET balance = 1000 WHERE id = 5" должен быть выполнен точно.

1. Вы пишете сервис для видеоконференций или голосовой связи. 100мс задержки заметны пользователю, а потеря 5% пакетов — почти нет.
2. Вы разрабатываете **онлайн-игру **в реальном времени (шутер, гонки). Положение противника нужно получать 60 раз в секунду, и актуальное состояние важнее, чем "догнать" потерянный пакет со старым положением.
3. Вы реализуете сервис обнаружения устройств в локальной сети (как Chromecast или принтеры). Широковещательная рассылка "Кто тут есть?" идеально ложится на UDP.
4. Вы работаете с протоколом QUIC (HTTP/3), который сам берет на себя надежность, но использует скорость UDP, чтобы решить проблемы TCP (например, HOL blocking).

Понимание этой разницы позволяет не только выбирать правильный инструмент, но и глубже отлаживать сетевые проблемы (например, почему видео "тормозит" или почему TCP-соединение с удаленным регионом такое медленное).