UDP通信哪有那么不靠谱呀~

痞子衡嵌入式

最近在做设计评审时，下面工程师在对用UDP和TCP中展开了激烈的讨论，而一个同事发表了这样的观点:"能用TCP绝不用UDP，UDP实在是太不靠谱了~"说实在的我也很理解，但是对于这样的言论也容易误导人，导致很多初学者在尝试使用UDP设计的时候，只要出现一些埋得比较深的问题就会一棍子把UDP给拍死，这是我觉得不应该的。其实UDP并没有那么不靠谱。1
UDP数据包

首先我们看看UDP的数据包格式，数据内容本身的正确性是由UDP的**校验和（Checksum）**机制保证的：如果数据包在传输中发生比特错误（如电磁干扰），接收端会直接丢弃该包，不会将错误数据传递给应用层。然而UDP的“不可靠”主要是如下三点：

不保证数据包到达（可能丢包）

不保证顺序性（可能乱序）

不主动控制发送速率（可能拥塞丢包）[/ol]所以有些数据错乱问题的过，真不该让UDP来背，往往有时候就是自己设计的应用层逻辑设计不当。
比如下面常见的一些场景：
场景1：乱序未处理? 问题：接收端先收到后发送的包（如视频流的第2帧早于第1帧到达）。
? 根因：应用层未实现乱序重组逻辑，直接按接收顺序处理数据。
? 改进：在数据包头部添加序列号（Sequence Number），由应用层缓存并排序。
场景2：分包/合包逻辑缺失? 问题：发送端传输了超过MTU的大数据包，IP层自动分片，但接收端未正确处理。
? 根因：应用层未实现手动分包/合包逻辑，依赖IP分片（可靠性差）。
? 改进：在应用层主动将大数据拆分为≤1472字节的块，并为每个块添加序号和偏移量。
场景3：未区分丢包与延迟? 问题：误将延迟较高的包视为丢失，导致逻辑错误。
? 根因：未设置合理的超时重传机制。
? 改进：为关键数据添加ACK确认与重传，非关键数据允许丢弃（如实时音视频）。
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丢包原因
其实UDP的丢包主要还是与网络环境有关，
网络拥塞：路由器缓冲区溢出时，UDP包被优先丢弃（TCP会主动降速，UDP不会）。链路质量差：无线网络（如Wi-Fi、4G）易受干扰，物理层丢包率上升。IP分片丢失：若数据包超过MTU被分片，任一碎片丢失会导致整个UDP包不可用。虽然会丢包，但丢包 ≠ 数据错乱， 丢包只会导致部分数据缺失（如视频卡顿、语音中断），不会破坏已接收数据的正确性，数据内容错误，已被UDP校验和过滤。
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可靠的UDP协议设计
从前面UDP的结构大家就知道，其实它挺简洁的，UDP既然不解决这些问题，那就应用层去弥补，说实在有更多的灵活度。UDP应用层需解决乱序、完整性、丢包三个问题就本上就比较靠谱了。比如传输协议中增加一些字段:| 序列号 (4B) | 时间戳 (4B) | 载荷长度 (2B) | 载荷数据 (N B) |
为了处理乱序、重复、丢包检测等问题。
对于一些关键数据添加ACK确认与重传，一些实时数据丢包了也没关系，就不需要应答了~
最好是避免IP分片，控制数据包大小≤1472字节（假设MTU=1500），大数据传输时，主动在应用层分包并添加序号。
如果你加快异常时的收发效率，可以采用前向纠错（FEC），通过发送冗余数据包，允许接收端通过算法恢复部分丢失数据（如RTP协议中的FEC机制）。