TCP 和 UDP

UDP协议

TCP和UDP有哪些区别？

1. TCP是面向连接的，UDP是面向无连接的。面向连接的协议会先建立连接。例如TCP的三次握手。所谓的建立连接是为了在客户端和服务端维护连接，而建立一定的数据结构来维护双方交互的状态，用这样的数据结构来保证所谓的面向连接的特性。
2. TCP提供可靠支付，保证数据无差错、不丢失、不重复、按序到达，UDP反之。
3. TCP是面向字节流的，UDP是基于数据报的。
4. TCP可以拥塞控制。
5. TCP是有状态服务。

包的传输过程：
UDP包到达目标机器，发现MAC地址匹配，取下。将剩下的包传输给处理IP层的代码。取下IP头，目标IP匹配。IP头里面有8位协议，存放数据是UDP还是TCP协议，如果我们知道UDP头的格式，就能从数据里面将它解析出来。处理完传输层的事情，数据就应该交给应用程序去处理。无论应用程序使用TCP还是UDP传数据，都需要监听一个端口来区分应用程序。

UDP三大特点：

1. 沟通简单，不需要大量的数据结构、处理逻辑、包头字段。
2. 不会建立连接。
3. 不会根据网络的情况进行发包的拥塞控制。

UDP的三大使用场景：

1. 需要资源少，在网络情况较好的内网，或者对于丢包不敏感的应用。
2. 不需要一对一沟通，建立连接，而是可以广播的应用。
3. 需要处理速度快，时延低，可以容忍少数丢包，但是要求即便网络拥塞，也要毫不退缩。

TCP协议

TCP包头格式：

• 端口号：确定数据应该往哪里发送。
• 序号和确认序号：序号是为了防止乱序问题，确认序号是确定发出去的包有没有被收到。
• 状态位：SYN发起一个连接，ACK是回复，RST是重新连接，FIN是结束连接。
• 窗口大小：TCP要做流量控制，通信双方各声明一个窗口，标识自己当前能够的处理能力。

TCP的三次握手

一开始，客户端和服务端都处于CLOSED状态。先是服务器主动监听某个端口，处于LISTEN状态。然后客户端主动发起连接SYN，之后处于SYN—SEND状态。服务端收到发起的连接，返回SYN，并且ACK客户端的SYN，之后处于SYN-RCVD。客户端收到服务端的SYN和ACK之后，发送ACK的ACK，之后处于ESTABLISTEN状态。服务端收到ACK的ACK后，处于ESTABLISTEN状态。

TCP的四次挥手