网络技术在现代计算机系统中扮演着至关重要的角色。在操作系统的设计与实现中，网络协议是不可或缺的要素。TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）作为两种主要的传输协议，各自有着鲜明的特点与应用场景。理解它们之间的区别对网络编程和性能优化来说尤为重要。
TCP是一种连接导向的协议，通过建立和维护连接来确保数据的可靠性。它包含了一系列的机制来处理数据包的有序传输、错误检测和重发。这种可靠性使得TCP非常适合需要高度数据完整性的应用，比如网页浏览、文件传输和电子邮件。由于每个连接的建立都需要经过三次握手，TCP在延迟方面相对较高，尤其在高负载或不稳定网络环境下。
相对而言，UDP则是一种无连接的协议。它不建立连接，发送数据后不会进行确认。UDP的延迟显著低于TCP，被广泛应用于实时性要求较高的场合。例如，在线游戏、视频会议和VoIP（语音网络传输）等都依赖于UDP，尽管这些应用程序需要承受一定的数据丢失。UDP允许快速发送数据包，非常适用于那些对实时性比可靠性要求更高的场景。
在性能评测方面，TCP可能在数据传输的可靠性上表现优异，但在大量并发连接或高延迟网络的情况下，性能会受到制约。UDP的轻量级特性，使其在高并发场景中表现良好，因此如果你的应用需要处理大量的数据传输且能够容忍部分丢包，那么选择UDP会是一个明智的选择。
随着5G和物联网（IoT）的兴起，市场对网络协议的需求在不断发生变化。越来越多的应用场景需要在不牺牲速度的情况下实现可靠的数据传输。在这样的背景下，混合使用TCP和UDP协议的场景愈发常见。例如，在实时视频流应用中，UDP可用于视频数据的快速传输，而TCP则用于控制信息的传递。
在DIY组装计算机以支持高性能网络应用时，优化网络硬件和配置也是至关重要的。例如，选择合适的网卡、配置适当的网络带宽和延迟监控策略，可以在TCP和UDP流量的处理上达到更好的效果。使用合适的网络监控工具，可以帮助识别网络瓶颈，从而进一步提升性能。
关于TCP和UDP的常见问题如下：
1. TCP和UDP的主要区别是什么？
TCP是一个面向连接的协议，提供可靠的数据传输，而UDP是一种无连接协议，传输速度快但不保证数据的可靠性。
2. 在什么场景下应该使用TCP？
如果应用程序对数据传输的可靠性要求很高，例如文件传输或网页浏览，推荐使用TCP。
3. UDP是否可以保证数据的顺序？
不，UDP不保证数据包的顺序，因此需要在应用层实现顺序控制。
4. 如何选择使用TCP还是UDP？
选择TCP还是UDP需要根据应用的需求，考虑数据丢失的容忍度和实时性要求。
5. 是否可以同时使用TCP和UDP？
可以，许多应用程序会同时使用这两种协议，以分别满足不同的需求。