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TCP与UDP的区别

4月前

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TCP协议概述

TCP全称传输控制协议，必须对数据的传输进行控制。TCP是一种面向连接的可靠传输协议。TCP位于传输层，提供可靠的字节流服务。所谓的字节流服务是指，为了方便传输，将大块数据分割成以报文段为单位的数据包进行管理。而可靠的传输服务是指，能够把数据准确可靠地传给对方。即TCP 协议为了更容易传送大数据才把数据分割，而且 TCP 协议能够确认数据最终是否送达到对方。TCP为应用程序提供一种面向连接的、可靠的服务。

TCP三次握手能够保证面向连接，面向连接是可靠的，并不能保证TCP传输是可靠的，三次握手是TCP传输之前的一个过程，那么如何保证TCP是可靠的：

面向连接的传输（准备好了传）
最大报文段长度（一共传多少）
传输确认机制（TCP发送的每一个数据都要进行确认，丢没丢）
首部和数据的校验和（错没错）
重传输（若没有收到ACK,则在等一定时间后重新发送数据）
重排序（对分片用序列号进行重新排序）
流量控制（量力而行，按需传递）

三次握手

握手过程中使用了 TCP 的标志（flag） —— SYN（synchronize）和ACK（acknowledgement）。

第一次握手：建立连接时，客户端A发送SYN包（SYN=j）到服务器B，并进入SYN_SEND状态，等待服务器B确认。
第二次握手：服务器B收到SYN包，必须确认客户A的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此时服务器B进入SYN_RECV状态。
第三次握手：客户端A收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，完成三次握手。

若在握手过程中某个阶段莫名中断， TCP 协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包。

四次挥手：

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这个原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方被动关闭。

客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。
服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A。
客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

三次握手和四次挥手：

在TCP连接中，服务器端的SYN和ACK向客户端发送是一次性发送的，而在断开连接的过程中， B端向A端发送的ACK和FIN是分两次发送的。因为在B端接收到A端的FIN后， B端可能还有数据要传输，所以先发送ACK，等B端处理完自己的事情后就可以发送FIN断开连接了。

深入理解TCP连接：

由于TCP是全双工的，因此在每一个方向都必须单独关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个FIN只意味着这个方向上没有数据流动，一个TCP连接在接收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

TCP协议的连接是全双工连接，一个TCP连接存在双向的读写通道。简单来说，是“先关读，再关写” ，总共需要4个阶段。以客户机发起关闭连接为例：1.服务器读通道关闭；2.客户端写通道关闭；3.客户端读通道关闭；4.服务器写通道关闭。

关闭行为是在发起方数据发送完毕之后，给对方发出一个FIN（finish）数据段，直到接收到对方发送的FIN,且对方收到了接收确认的ACK之后，双方的数据通信完全结束，过程中每次都需要返回确认数据段ACK。

UDP协议概述

UDP为用户数据报协议，是一种非面向连接的不可靠传输协议。非面向连接：发送数据，收不收无所谓，eg:IPTV，网络电视，接收就看，不接收就不看，但必须发送。

UDP 为应用程序提供面向无连接的服务（仅仅提供端口号）。UDP不提供差错纠正、队列管理、重复消除、流量控制和拥塞控制，但提供差错检测（包含我们在传输层中碰到的第一个真实的端到端（end-to-end）校验和）。这种协议自身提供最小功能，因此使用它的应用程序要做许多关于数据报如何发送和处理的控制工作。