嵌入式项目中,UDP与TCP该怎么选?

嵌入式ARM 2022-04-13 12:00

在单片机应用程序开发中可能用得比较多有RS485,CAN通信等等相对简洁一点的总线,由于所选用的单片机性能和资源有限,以太网并没有在单片机应用中作为一种普遍存在的对外通信接口。

但随着MCU工艺、性能的逐渐加强,以及嵌入式Linux平台的推行,以太网通信也慢慢开始成为开发者们所考虑使用的一种可靠通信方式。

经常有一些朋友问到,现在用不到技术和知识点是不是可以不用学?

我只能回答:技术在不断的革新,并且总是朝着更加便利和通用化方向发展,现在看似非常复杂的技术,在以后的应用上都会得以简化,但即使再简化也还是需要有必备的一些基础和认识,所以总归还是要学的,至于什么时候学就看自己的时间精力了,当然越早学习,就越多一种选择。

那么,今天就浅谈一下TCP与UDP的区别与应用,并指引后续在系统通信设计上的设计考虑和选择。

1

TCP  VS  UDP 

要想在通信的两者之间合理的选择TCP还是UDP,首先需要理清楚两者的特点与区别,下面简单梳理一下:

在学习这两种协议的时候你一定看到过这样中一句总结的话:“TCP是面向连接的可靠传输而UDP是无连接的不可靠传输。”

其实这句话已经把这两种协议大部分特点都囊括在内了:

1、面向连接与无连接

TCP在传输数据之前需要经过三次握手建立连接进行相互确认,当需要断开连接的时候需要进行四次挥手;而对于UDP就不需要这么繁琐的连接建立过程,直接传输即可。

所以对于TCP仅仅只支持单播,只能点对点的在连接的两个端点中数据传输数据,不支持多播和广播;而对于UDP而言支持一对多、多对一和多对多的传输,这一点在通信架构设计中对这两种协议的选择非常重要,比如有些资源优先的MCU对socket连接有限等等问题。

2、字节流与数据报

UDP也称之为是用户数据报协议,而TCP为传输控制协议,所以UDP是一种面向应用报文的传输,有明显的传输边界,仅仅只是封包以后进行处理,不会进行合并和拆分,一次就传输一个报文。

但是TCP是一种面向字节流的通信协议,没有明显的边界,其主要是保证数据正确且有序,TCP存在一个数据缓存区,如果数据量较大,其会进行分包发出,而当数据较少也会等待数据达到合适的数量后进行合并发送,所以会存在多个粘包的问题,这一点在设计中需要考虑。

3、可靠传输

TCP是一种可靠传输,确认重传、差错控制、流量控制和拥塞控制等等都是传输数据过程中实现的策略和算法,这就使得TCP能够达到数据上无差错、不丢失、不重复、有序。

所以为了保证这些数据的可靠传输,TCP相比UDP的报文格式要复杂,且占用的资源也相对较多。

而UDP则不同,它仅仅只是一种最大努力交付的协议,其主要是利用IP层的无连接传通信服务,可靠性方面它是无法保障的,有点类似于串口通信,它不需要连接,只管传输。

如果你想让数据可靠,那么用户可以在应用层自己来增加可靠性传输策略和机制来进行实现,所以Udp传输数据是可能会丢失、无序。

4、实时性

UDP由于没有拥塞控制等等策略,协议上会轻量很多,其均以比较恒定的速度进行传输,不会出现发送速率降低的问题,所以在网络不好的情况下就丢包了。

而对于TCP一旦有数据包丢失,就会进行重传等等一系列机制,传输速度大大降低。

2

项目中该怎么选择?

对于TCP和UDP的选择有些朋友在开发的时候比较纠结,因为有时候采用UDP和用户方面可靠的传输机制也能够达到TCP类似的效果,比如许多支持可靠通信的UDP库,所以具体怎么选择还是要根据具体的应用和设计。

比如对于很多直播、游戏等等通过自己加入一些重传机制,可以最大可能的发挥UDP传输实时性的优点,使得呈现给用户更加流畅的画面体验。

在嵌入式、物联网方面由于项目对实时性要求高,且资源有限,UDP相对比较轻量,也是较好的选择。

但对于一些文字、文件的数据传输还是会优先使用TCP,毕竟TCP这块在保证数据的可靠性方面还是做得非常成熟,用户程序这块也可以减少一些可靠性处理。

所以最终得选择,还是要结合TCP与UDP的特点和具体项目综合考虑。

END

来源:最后一个bug

版权归原作者所有,如有侵权,请联系删除。

推荐阅读
分享几个好玩的Qt开源项目
搞嵌入式的为什么一定要学RTOS?
分享2款可在单片机上练手的小型图形库

→点关注,不迷路←
嵌入式ARM 关注这个时代最火的嵌入式ARM,你想知道的都在这里。
评论
  • PNT、GNSS、GPS均是卫星定位和导航相关领域中的常见缩写词,他们经常会被用到,且在很多情况下会被等同使用或替换使用。我们会把定位导航功能测试叫做PNT性能测试,也会叫做GNSS性能测试。我们会把定位导航终端叫做GNSS模块,也会叫做GPS模块。但是实际上他们之间是有一些重要的区别。伴随着技术发展与越发深入,我们有必要对这三个词汇做以清晰的区分。一、什么是GPS?GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它是美国建立的全球卫星定位导航系统,是GNSS概
    德思特测试测量 2025-01-13 15:42 447浏览
  • 随着通信技术的迅速发展,现代通信设备需要更高效、可靠且紧凑的解决方案来应对日益复杂的系统。中国自主研发和制造的国产接口芯片,正逐渐成为通信设备(从5G基站到工业通信模块)中的重要基石。这些芯片凭借卓越性能、成本效益及灵活性,满足了现代通信基础设施的多样化需求。 1. 接口芯片在通信设备中的关键作用接口芯片作为数据交互的桥梁,是通信设备中不可或缺的核心组件。它们在设备内的各种子系统之间实现无缝数据传输,支持高速数据交换、协议转换和信号调节等功能。无论是5G基站中的数据处理,还是物联网网关
    克里雅半导体科技 2025-01-10 16:20 424浏览
  • 根据Global Info Research(环洋市场咨询)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机电池和电源产值达到2834百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为10.1%。 无人机电池是为无人机提供动力并使其飞行的关键。无人机使用的电池类型因无人机的大小和型号而异。一些常见的无人机电池类型包括锂聚合物(LiPo)电池、锂离子电池和镍氢(NiMH)电池。锂聚合物电池是最常用的无人机电池类型,因为其能量密度高、设计轻巧。这些电池以输出功率大、飞行时间长而著称。不过,它们需要
    GIRtina 2025-01-13 10:49 158浏览
  • 在不断发展的电子元件领域,继电器——作为切换电路的关键设备,正在经历前所未有的技术变革。固态继电器(SSR)和机械继电器之间的争论由来已久。然而,从未来发展的角度来看,固态继电器正逐渐占据上风。本文将从耐用性、速度和能效三个方面,全面剖析固态继电器为何更具优势,并探讨其在行业中的应用与发展趋势。1. 耐用性:经久耐用的设计机械继电器:机械继电器依靠物理触点完成电路切换。然而,随着时间的推移,这些触点因电弧、氧化和材料老化而逐渐磨损,导致其使用寿命有限。因此,它们更适合低频或对切换耐久性要求不高的
    腾恩科技-彭工 2025-01-10 16:15 93浏览
  • ARMv8-A是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构,是近20年来ARM架构变动最大的一次。以下是对ARMv8-A的详细介绍: 1. 背景介绍    ARM公司最初并未涉足PC市场,其产品主要针对功耗敏感的移动设备。     随着技术的发展和市场需求的变化,ARM开始扩展到企业设备、服务器等领域,这要求其架构能够支持更大的内存和更复杂的计算任务。 2. 架构特点    ARMv8-A引入了Execution State(执行状
    丙丁先生 2025-01-12 10:30 428浏览
  • 随着全球向绿色能源转型的加速,对高效、可靠和环保元件的需求从未如此强烈。在这种背景下,国产固态继电器(SSR)在实现太阳能逆变器、风力涡轮机和储能系统等关键技术方面发挥着关键作用。本文探讨了绿色能源系统背景下中国固态继电器行业的前景,并强调了2025年的前景。 1.对绿色能源解决方案日益增长的需求绿色能源系统依靠先进的电源管理技术来最大限度地提高效率并最大限度地减少损失。固态继电器以其耐用性、快速开关速度和抗机械磨损而闻名,正日益成为传统机电继电器的首选。可再生能源(尤其是太阳能和风能
    克里雅半导体科技 2025-01-10 16:18 319浏览
  • 01. 什么是过程能力分析?过程能力研究利用生产过程中初始一批产品的数据,预测制造过程是否能够稳定地生产符合规格的产品。可以把它想象成一种预测。通过历史数据的分析,推断未来是否可以依赖该工艺持续生产高质量产品。客户可能会要求将过程能力研究作为生产件批准程序 (PPAP) 的一部分。这是为了确保制造过程能够持续稳定地生产合格的产品。02. 基本概念在定义制造过程时,目标是确保生产的零件符合上下规格限 (USL 和 LSL)。过程能力衡量制造过程能多大程度上稳定地生产符合规格的产品。核心概念很简单:
    优思学院 2025-01-12 15:43 471浏览
  • 新年伊始,又到了对去年做总结,对今年做展望的时刻 不知道你在2024年初立的Flag都实现了吗? 2025年对自己又有什么新的期待呢? 2024年注定是不平凡的一年, 一年里我测评了50余块开发板, 写出了很多科普文章, 从一个小小的工作室成长为科工公司。 展望2025年, 中国香河英茂科工, 会继续深耕于,具身机器人、飞行器、物联网等方面的研发, 我觉得,要向未来学习未来, 未来是什么? 是掌握在孩子们生活中的发现,和精历, 把最好的技术带给孩子,
    丙丁先生 2025-01-11 11:35 427浏览
  • 流量传感器是实现对燃气、废气、生活用水、污水、冷却液、石油等各种流体流量精准计量的关键手段。但随着工业自动化、数字化、智能化与低碳化进程的不断加速,采用传统机械式检测方式的流量传感器已不能满足当代流体计量行业对于测量精度、测量范围、使用寿命与维护成本等方面的精细需求。流量传感器的应用场景(部分)超声波流量传感器,是一种利用超声波技术测量流体流量的新型传感器,其主要通过发射超声波信号并接收反射回来的信号,根据超声波在流体中传播的时间、幅度或相位变化等参数,间接计算流体的流量,具有非侵入式测量、高精
    华普微HOPERF 2025-01-13 14:18 440浏览
  • 随着数字化的不断推进,LED显示屏行业对4K、8K等超高清画质的需求日益提升。与此同时,Mini及Micro LED技术的日益成熟,推动了间距小于1.2 Pitch的Mini、Micro LED显示屏的快速发展。这类显示屏不仅画质卓越,而且尺寸适中,通常在110至1000英寸之间,非常适合应用于电影院、监控中心、大型会议、以及电影拍摄等多种室内场景。鉴于室内LED显示屏与用户距离较近,因此对于噪音控制、体积小型化、冗余备份能力及电气安全性的要求尤为严格。为满足这一市场需求,开关电源技术推出了专为
    晶台光耦 2025-01-13 10:42 452浏览
  •   在信号处理过程中,由于信号的时域截断会导致频谱扩展泄露现象。那么导致频谱泄露发生的根本原因是什么?又该采取什么样的改善方法。本文以ADC性能指标的测试场景为例,探讨了对ADC的输出结果进行非周期截断所带来的影响及问题总结。 两个点   为了更好的分析或处理信号,实际应用时需要从频域而非时域的角度观察原信号。但物理意义上只能直接获取信号的时域信息,为了得到信号的频域信息需要利用傅里叶变换这个工具计算出原信号的频谱函数。但对于计算机来说实现这种计算需要面对两个问题: 1.
    TIAN301 2025-01-14 14:15 74浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦