Was ist der Hauptunterschied zwischen den Protokollen TCP und UDP?

TCP und UDP sind die beiden wichtigsten Transportschichtprotokolle, die auf IP laufen. Der Kernunterschied: TCP ist verbindungsorientiert und zuverlässig, während UDP verbindungslos ist und auf einer „Fire and Forget“-Basis arbeitet.

TCP (RFC 9293)

• Verbindungsorientiert. Vor dem Senden von Daten führen Endpunkte einen Drei-Wege-Handshake (3WHS) durch: SYN → SYN-ACK → ACK, wobei die anfänglichen Sequenznummern synchronisiert werden.
• Zuverlässig und geordnet. Jedes Byte erhält eine Sequenznummer; Der Empfänger sendet Bestätigungen (ACKs), verlorene Segmente werden erneut übertragen und die Daten werden in der ursprünglichen Reihenfolge wieder zusammengesetzt. Die Integrität wird mit einer Prüfsumme überprüft. RFC 9293 besagt, dass TCP „einen zuverlässigen, geordneten Byte-Stream-Dienst bereitstellt“.
• Byte-Stream, keine Nachrichtengrenzen. TCP liefert einen unstrukturierten Byte-Stream: Nachrichtengrenzen werden nicht beibehalten (die Anwendung muss ihre eigenen Nachrichten formatieren). Im Gegensatz dazu ist UDP nachrichtenorientiert – jedes Datagramm wird als eigenständige, vollständige Einheit oder gar nicht übermittelt (ein sendto = ein recvfrom).
• Fluss- und Überlastungskontrolle. TCP drosselt seine Senderate, sodass es weder den Empfänger noch das Netzwerk überlastet.
• Kompromiss: mehr Overhead und Latenz sowie ein größerer Header – 20–60 Byte (20 ohne Optionen, erweiterbar über Optionen wie MSS, Fensterskalierung, SACK).

UDP (RFC 768)

• Verbindungslos. Es gibt keinen Handshake; Jedes Datagramm ist unabhängig.
• Keine Garantien. Im RFC heißt es ausdrücklich: „Zustellung und Duplikatschutz sind nicht garantiert“ – UDP stellt keine verlorenen, duplizierten oder nicht in der richtigen Reihenfolge befindlichen Pakete wieder her.
• Korrigierter 8-Byte-Header mit nur vier Feldern: Quellport, Zielport, Länge, Prüfsumme.
• Vorteile: geringe Latenz und Overhead sowie Unterstützung für Broadcast/Multicast.

Wann was verwenden

• TCP: Web (HTTP/HTTPS über TCP), E-Mail, Dateiübertragung, SSH – überall dort, wo Datenintegrität wichtig ist.
• UDP: DNS-Suchen, Online-Gaming, VoIP, Live-Video-Streaming – wo Geschwindigkeit wichtiger ist als ein einzelnes verlorenes Paket.

Häufige Punkte zur Nachverfolgung

• UDP selbst ordnet keine Daten, aber eine Anwendung kann ihre eigene Logik darüber legen (QUIC erledigt dies über UDP).
• HTTP/3 läuft auf QUIC über UDP, während HTTP/1.1 und HTTP/2 über TCP laufen.
• Die UDP-Prüfsumme ist bei IPv4 technisch optional (ein Nullwert bedeutet „nicht berechnet“), bei IPv6 jedoch obligatorisch.