TCP與UDP有何分別？

TCP（傳輸控制協定）與 UDP（用戶數據報協定）是傳輸層兩大協定：TCP 以連線、確認與重傳機制保證數據可靠並按序送達；UDP 則無連線、無重傳，以最低開銷追求最低延遲。本頁講解兩者的工作機制、逐項比較，以及在監控串流、語音與遠端存取等弱電工程場景應如何選擇。

兩種截然不同的傳輸哲學

TCP 與 UDP 同樣工作在傳輸層，同樣以埠號區分主機上的不同服務，但設計目標剛好相反。TCP 以可靠為先：傳送前先以三向握手建立連線，每個分段附有序號，接收方回覆確認，遺失的分段會被重傳，並以流量控制與擁塞控制調節速率，確保數據完整、按序、不重複地送達。網頁瀏覽、電郵、檔案傳輸等「一個字節都不能錯」的應用都建立在 TCP 之上。

UDP 以簡單為先：不建立連線、不確認、不重傳、不保證次序，標頭只有 8 字節，僅提供埠號多工與校驗和檢錯。應用程式把數據報交給 UDP，UDP 便直接送出，成敗由應用層自行承擔。這種極簡設計令 UDP 延遲低、開銷小，特別適合即時影音、DNS 查詢等場景——對這些應用而言，遲到的數據比遺失的數據更沒有價值。

TCP 與 UDP 逐項比較

比較項目TCPUDP
連線方式連線導向，三向握手後才傳數據無連線，直接送出數據報
可靠性序號＋確認＋重傳，保證送達與次序不保證送達、次序與去重
流量／擁塞控制有，自動按網絡狀況調速無，由應用層自行控制
標頭開銷基本 20 字節8 字節
延遲特性遺包時重傳，延遲會累積延遲低而穩定，遺包即棄
典型應用網頁（HTTPS）、電郵、檔案傳輸、資料庫即時影音（RTP）、語音通話、DNS、NTP
監控場景錄影回放、跨互聯網遠端觀看、平台對接局域網即時預覽、多播分發

監控串流實務：RTSP／RTP 如何選擇傳輸模式

IP 攝影機的影像串流普遍以 RTSP 控制、RTP 承載影像數據。工程上選擇傳輸模式可依以下步驟判斷：

  1. 判斷網絡環境——攝影機與 NVR 同處局域網且網絡質素良好，優先使用 UDP，延遲最低、開銷最小。
  2. 跨互聯網觀看改用 TCP——遠端觀看經過 NAT 與防火牆，UDP 容易被攔截；改以 TCP 傳輸（RTSP interleaved）穿透性與畫面完整性較佳。
  3. 出現花屏先查遺包——UDP 模式下花屏多數源於遺包，應檢查線材、端口協商速率與交換機是否擁塞，而非單純切換協定。
  4. 延遲不斷累積則檢查頻寬——TCP 模式下畫面愈滯後，代表頻寬不足令重傳堆積，應降低碼率或提升鏈路頻寬，並以 QoS 保障監控流量。
  5. 防火牆規則要寫明協定——開放 RTSP 需同時考慮 TCP 554 控制通道與 RTP 使用的 UDP 埠範圍，兩者缺一都會造成「能連線但沒有畫面」。

香港商廈與屋苑項目常見的教訓是：管理處在局域網觀看正常，管理公司總部跨網觀看卻沒有畫面，root cause 往往正是 RTP 的 UDP 流量被中途防火牆丟棄，改行 TCP 模式即時解決。

其他弱電場景的協定選擇

① 語音與對講

網絡電話與 IP 對講的語音流以 RTP over UDP 傳送，配合抖動緩衝處理輕微遺包；訊令（如 SIP 註冊）則多以 TCP 或 UDP 均可，跨網環境建議 TCP 配合 TLS 加密。

② 門禁與後台系統

門禁控制器與管理平台之間的事件上報、資料庫同步屬於「不能遺失」的數據，一律使用 TCP，確保刷卡記錄完整無缺。

③ 時間與網管服務

NTP 對時與 SNMP 輪詢都使用 UDP：查詢一問一答、數據量極小，遺失重發即可，無需連線開銷。

④ 遠端維護

SSH、HTTPS 管理介面與遠端桌面均建立於 TCP 之上，配合防火牆限制來源地址，兼顧可靠與安全。

權威資料依據

本文核對資料：RFC 9293；RFC 768。

常見問題

什麼是 TCP 三向握手？
TCP 在傳送數據前必須先建立連線：發起方送出 SYN 報文提出連線請求，對方以 SYN-ACK 回應確認，發起方再回覆 ACK 完成確認，三個步驟合稱三向握手（three-way handshake）。握手過程同時交換雙方的初始序號，為其後的按序傳送與確認重傳機制奠定基礎。連線結束時亦有相應的終止程序，確保雙方都知悉連線關閉。
UDP 不可靠，為什麼仍被廣泛使用？
因為「不可靠」換來的是低延遲與低開銷。UDP 不需握手、不維護連線狀態、標頭只有 8 字節，封包遺失時亦不會停下來重傳。對於即時影像與語音，遲到的數據比遺失的數據更沒有價值——重傳一個過時的影像幀只會令畫面停頓，不如直接跳過。因此視像會議、網絡電話、遊戲以及 DNS 查詢等場景大量使用 UDP，可靠性需要時由應用層自行處理。
監控攝影機的 RTSP 串流應選 TCP 還是 UDP？
RTSP 協定本身負責控制串流的開始與停止，實際影像數據通常以 RTP 承載，可以走 UDP 或以 TCP 通道傳輸。局域網環境網絡質素穩定，走 UDP 延遲最低；但跨互聯網遠端觀看時，UDP 容易被防火牆或 NAT 攔截，且封包遺失會造成花屏，此時改以 TCP 傳輸（interleaved 模式）穿透性與畫面完整性較佳，代價是延遲稍高。多數 NVR 與攝影機均容許逐條串流選擇傳輸模式。
為什麼影像斷續，用 TCP 反而更嚴重？
當網絡頻寬不足或遺包率高，TCP 會不斷重傳遺失的分段並收縮傳送速率，導致延遲不斷累積，畫面愈滯後甚至長時間停頓；UDP 則只會在遺包的一刻出現短暫花屏，隨後恢復。因此頻寬不足的問題不能靠更換傳輸協定解決，應從根源入手：檢查線材與交換機端口速率、降低影像碼率或解像度、以 QoS 保障監控流量優先。
TCP 與 UDP 的埠號有什麼作用？
埠號用於在同一部主機上區分不同的服務與連線，TCP 與 UDP 各自擁有 0 至 65535 的埠號空間。常見服務有約定俗成的埠號，例如 HTTPS 使用 TCP 443、DNS 查詢使用 UDP 53、RTSP 預設使用 TCP 554。設定防火牆規則、埠號轉發或 ACL 時，必須同時指明協定與埠號，因為 TCP 553 與 UDP 553 是兩個互不相干的通道。

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