TCP 與 UDP：通訊協議比較與差異分析

甚麼是 TCP？

TCP（傳輸控制協議）是一種網絡協議，負責將您的資料透過網絡從裝置傳送至網頁伺服器。無論是收發電郵、觀看線上影片，或單純上網，您都在使用 TCP 協議。

TCP 基於連線導向，會在接收端與發送端之間建立連線並在傳輸過程中維持該連線，確保資料完整送達。正因其可靠性，TCP 成為最普及的網絡協議。

使用 TCP 的優勢包括：

• TCP 獨立於作業系統運作，能在不同系統與裝置間實現更佳的互通性。
• TCP 會在傳輸時會進行錯誤檢查，確保資料完整送達目的地。
• TCP 會根據接收端的處理能力，動態調整資料傳輸速度以達最佳化。
• TCP 會確認資料是否成功送達，如果初次傳輸失敗，就會嘗試重新傳送。

儘管優勢眾多，TCP 也有一些缺點：

• TCP 耗用較多頻寬，且速度比 UDP 慢，我們會在下文將詳述。
• 即使僅有少量資料在傳輸中遺失，TCP 也可能無法載入其他資訊。例如，如果網頁中某個圖片或影片載入失敗，可能導致頁面其他資料也無法載入。
• TCP 在區域網絡（LAN）或個人區域網絡（PAN）中的表現不佳。

甚麼是 UDP？

UDP（使用者資料包通訊協議）與 TCP 相比，可靠性較低，但更快速、直接。它常應用於速度至上的情境，例如串流媒體或線上遊戲。

UDP 是無連線導向，不會在雙方之間預先建立連線。這可能在傳輸過程中導致資料遺失，但換來的是更高的傳輸速度。

以下是 UDP 的優勢：

• UDP 發送較小的資料包，負載較低，有助減少端對端延遲。
• 即使部分資料包遺失，UDP 仍會傳遞現有資料，意味著封包遺失不會中斷整個傳輸過程。
• 單一 UDP 傳輸可透過廣播及多點傳送功能，同時發送給多位接收者。
• 相較於 TCP 等其他選項，UDP 的傳輸速度更快、效率更高。

當然，UDP 也有一些缺點：

• UDP 不會檢查資料包是否成功送達目的地。
• UDP 無法保證傳輸資料完整送達。可能有些封包已遺失，但發送端無從得知。
• 當路由器需對資料包進行優先順序排序時，通常會優先傳輸 TCP 封包而非 UDP 封包。
• UDP 不按特定順序發送資料，因此資料包可能以任意順序抵達。

TCP 與 UDP 的運作原理

TCP 比 UDP 更可靠，能將您的資料包從裝置傳送至網頁伺服器。UDP 則更快速、簡單，但不保證資料包送達。

TCP 如何運作？

TCP 透過網絡發送小數據包，並在接收端進行重組。其實際流程如下：

1. 1.TCP 為每個資料包分配唯一的識別碼和序號，讓接收端能識別已接收和即將接收的封包。
2. 2.當接收端收到資料包且確認順序無誤後，會向發送端發送確認訊息。
3. 3.發送端接著會發送下一個資料包。
4. 4.如果資料包遺失或順序錯誤，接收端將保持沉默，這表示需要重新發送相同的資料包。

由於資料是按序發送，有助於控制資料壅塞和流量，也更容易發現和修正錯誤。這也意味著透過 TCP 發送的資料更可能完整送達。然而，這也有缺點：雙方之間需要多次來回通訊，因此建立連線和交換資料所需時間較長。

UDP 如何運作？

UDP 的任務與 TCP 相同，但無需唯一的識別碼或序號。它以資料流的形式發送資料，僅透過檢查碼確保資料送達時未損壞。UDP 幾乎沒有錯誤修正機制，也不關心遺失的封包。雖然 UDP 更容易出錯，但其傳輸資料的速度遠快於 TCP。

UDP 是否安全？ 市面上幾乎沒有防火墻能夠僅允許部分 UDP 通訊通過，同時又阻擋其餘部分的 UDP 通訊。不過，儘管保護 TCP 容易得多，但 UDP 連線也並非全無防護。用戶可針對特定應用程式使用代理伺服器，或在遠端使用者與公司內部網絡之間建立通道連線。

TCP 與 UDP：主要差異

TCP 和 UDP 的主要區別在於 UDP 比 TCP 更快。UDP 具有速度優勢，是因為用戶無需等待接收確認或要求重新發送資料。這使得 UDP 能更快建立連線和傳輸資料。然而，這也引發了關於 UDP 安全性的疑慮。

以下是 TCP 與 UDP 的比較：

• 可靠性：TCP 比 UDP 更可靠。
• 速度：TCP 因錯誤檢查、重傳和封包排序而速度較慢；UDP 則因不包含這些功能而速度更快。
• 傳輸方式：TCP 以特定、有序的序列傳遞封包；UDP 则以資料流形式傳遞封包，不保證順序。
• 錯誤偵測與修正：TCP 包含錯誤偵測和修正機制；UDP 僅透過檢查碼進行錯誤偵測，且不修正錯誤。
• 壅塞控制：TCP 具備內建壅塞控制機制；UDP 則無相關功能。
• 確認機制：TCP 要求接收端對每個送達的封包進行確認；UDP 僅依賴檢查碼進行基本錯誤偵測，且無需確認。

UDP 和 TCP 都會將您的資料分割成稱為「資料包」的較小單位。這些資料包包含發送端和接收端的 IP 位址、各種設定、您要發送的實際資料，以及標示封包結尾的結尾碼。

關於 VPN 該用 UDP 還是 TCP 的討論中，常見結論是 OpenVPN 在 UDP 連接埠上運作最佳，儘管 VPN 也可以設定在任何連接埠上運行。

那麼，UDP 和 TCP 哪個更好？這完全取決於您的用途。如果您需要快速且持續的資料傳輸以確保應用程式正常運作（如串流、打機），則必須使用 UDP。反之，如果需穩定可靠地傳輸資料且確保資料完全不遺失，TCP 則是更合適的協議。

TCP 與 UDP：速度差異

UDP 比 TCP 更快，但也更容易出錯。原因是 UDP 不像 TCP 那樣對封包進行嚴格檢查，並採用更連續的資料流。TCP 按序發送資料，因此使用了更多的流量控制。這使得連線更安全、更流暢，但由於發送端和接收端之間需要大量來回通訊，因而降低了速度。

OpenVPN 使用 TCP 還是 UDP？

OpenVPN 同時相容於 TCP 和 UDP，但您的選擇取決於具體需求。OpenVPN 是一種開源 VPN 通訊協議，被許多主流 VPN 服務商採用，其中包括 NordVPN。TCP 更可靠，但在許多應用場景中 UDP 是首選，且通常是多數 VPN 服務的預設協議。

如果您正在打機、串流或使用 VoIP 服務，UDP 是一個很好的選擇。它可能會丟失一兩個資料包，但對整體連線影響不大。對此類服務使用 TCP 可能會導致延遲（特別是當您連接到世界另一端的伺服器時），這可能會完全破壞您的體驗。因此，對於電子郵件收發、網頁瀏覽和檔案傳輸等靜態應用，建議使用基於 TCP 的 OpenVPN。

NordVPN 使用哪種協議？

NordVPN 希望在提供最佳瀏覽體驗的同時不犧牲速度，因此我們預設使用 UDP 協議。我們建議先嘗試 UDP 協議，僅在遇到問題時再切換至 TCP。

如何在 NordVPN 上將 UDP 更改為 TCP（Windows 用戶）：

1. 1.點擊右上角的齒輪圖標進入「設定」。
2. 2.從左側選單中選擇「進階設定」。
3. 3.在「通訊協議」下選擇 TCP。

如何在 NordVPN 上將 UDP 更改為 TCP（MacOS 用戶）：

1. 1.點擊左上角的滑桿按鈕，或在選單列上找到 NordVPN 並選擇「偏好設定」，以開啟「偏好設定」面板。（預設快捷鍵：Cmd + ,）
2. 2.「連線：偏好 UDP 勝於 TCP」 預設為開啟狀態。複選框即可將其關閉。

如果您的網速明顯下降，也有一些技巧來提升 VPN 速度。