TCP与UDP根本差异在于：TCP面向连接、可靠传输、字节流无边界、拥塞控制、点对点；UDP无连接、不可靠、保留消息边界、无拥塞控制、支持多播。
如果您需要理解两种基础传输层协议在数据通信中的根本差异，则必须区分它们在连接建立、可靠性保障、数据组织方式等维度上的结构性不同。以下是核心区别的逐项解析：
一、连接机制差异
TCP在数据交换前必须完成三次握手，确保双方同步状态并预留资源；UDP则跳过该过程，直接封装数据报发出，无状态、无协商。
1、TCP发送方构造SYN报文段并进入SYN_SENT状态；
2、接收方回应SYN-ACK报文段并进入SYN_RCVD状态；
3、发送方再次发送ACK报文段，双方均进入ESTABLISHED状态，连接正式就绪。
4、UDP不执行任何握手动作，应用层数据经socket接口调用sendto()后即刻封装为IP数据报发出。
二、可靠性保障能力
TCP通过序列号、确认应答、超时重传、校验和及重复包丢弃机制，构成端到端的强可靠性闭环；UDP仅提供可选校验和，检测出错即丢弃，不通知发送方，也不重传。
1、TCP发送方为每个字节分配唯一序列号，接收方按序确认（如ACK=1001表示已成功接收序号1000及之前所有字节）；
2、若发送方在RTO（Retransmission Timeout）内未收到对应ACK，则重发该段；
3、UDP数据报头部含校验和字段，但仅用于错误检测，校验失败时直接丢弃，不生成ICMP差错报文，也不触发重传；
4、TCP接收方维护接收窗口，对失序到达的段暂存于重组缓冲区，待缺失段补全后再按序交付应用层。
三、数据组织与边界处理
TCP将应用层数据视为无结构字节流，由协议栈自主分段与粘合；UDP严格保持应用层消息边界，每个sendto()调用对应一个独立数据报，接收端recvfrom()一次仅取一个完整报文。
1、TCP发送端根据MSS（Maximum Segment Size）和拥塞窗口动态切分数据，接收端需缓存并重组；
2、应用层写入100字节和200字节两次，TCP可能合并为单个300字节段，也可能拆分为三个小段，接收端无法感知原始写入边界；
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3、UDP发送端每次调用sendto()生成一个独立UDP数据报，IP层为其添加首部后作为单个数据报转发；
4、接收端recvfrom()返回的数据长度严格等于某次sendto()提交的长度，不存在跨报文粘连或拆分。
四、流量与拥塞控制机制
TCP内置滑动窗口实现动态流量调节，并通过慢启动、拥塞避免、快速重传与快速恢复算法响应网络拥塞；UDP完全不参与链路状态反馈，以应用层设定速率持续发送，可能加剧拥塞。
1、TCP发送窗口大小受接收方通告窗口（rwnd）与拥塞窗口（cwnd）二者最小值约束；
2、每收到一个重复ACK，TCP立即触发快速重传，无需等待RTO超时；
3、UDP socket默认无发送缓冲区限制，setsockopt(sockfd, SOL_SOCKET, SO_SNDBUF, &size, sizeof(size)) 可显式设置缓冲区，但协议本身不依据网络状况调整发送节奏；
4、TCP在检测到丢包后主动降低cwnd，而UDP持续以固定速率注入数据包，在带宽受限链路上易导致尾部丢包激增。
五、通信模式与地址映射
TCP仅支持一对一（点对点）全双工连接，每个套接字绑定唯一四元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口）；UDP原生支持单播、广播及多播，单个socket可向多个目标地址发送，也可接收来自任意地址的数据报。
1、TCP服务器调用listen()后，每个accept()返回的新socket对应一个独立客户端连接，四元组全局唯一；
2、UDP服务器使用单个socket绑定INADDR_ANY和固定端口，即可接收所有匹配端口的入向数据报；
3、UDP客户端调用sendto()时可指定任意目的地址，同一socket可交替向192.168.1.10:5000和224.0.0.1:5000发送数据报；
4、UDP支持224.0.0.0/4范围内的IPv4多播地址，使单次发送被多个主机同时接收，TCP无法实现此类一对多实时分发。
