网络编程，TCP和UDP，TCP三次握手，四次分手

TCP和UDP的区别

TCP	UDP
提供面向连接的传输，通信前客户端和服务器之间必须建立TCP连接（三次握手机制）	UDP提供的是无连接的传输，通信之前双方不必建立连接
提供可靠性传输，超时重发，丢弃重复数据，检验数据，保证数据能够从一端传输到另一端（不丢包，不重复，有序，无错）	提供不可靠的传输，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，不能保证一定到达目的地
面向字节流的传输，因此能将信息分组，并在接收端重组	面向数据报的传输，无分组开销
提供拥塞机制，流量机制等	不提供这些机制
数据无边界	数据有边界
因为有超时重发，流量机制等，所以传输速率慢	没有超时重发机制，因而传输速率快
易被攻击，建立连接时有握手机制，易被利用，实现DOS攻击	较安全，没有那些机制，能利用的漏洞少
报头至少20个字节	报头8个字节

网络编程的一般步骤

TCP连接：

• 作为服务端：创建套接字create→绑定端口号bind→监听连接listen→接受连接请求accept，并返回新的套接字→用新的套接字接收/发送数据recv/send→关闭套接字close
• 作为客户端：创建套接字create→建立连接请求connect→发送/接收数据send/recv→关闭套接字close

UDP连接：

• 作为服务端：创建套接字create→绑定端口号bind→接收/发送数据recvfrom/sendto→关闭套接字close
• 作为客户端：创建套接字create→发送/接收数据sendto/recvfrom→关闭套接字close

TCP的三次握手和四次分手

三次握手示意图：

                                       

 

• 第一次握手是客户端connect连接到server，server accept client的请求之后，向client端发送一个消息，相当于说我都准备好了，你连接上我了，这是第二次握手，第3次握手就是client向server发送的，就是对第二次握手消息的确认。之后client和server就开始通讯了。

四次分手示意图：

                                     

 

• 断开连接的一端发送close请求是第一次握手，另外一端接收到断开连接的请求之后需要对close进行确认，发送一个消息，这是第二次握手，发送了确认消息之后还要向对端发送close消息，要关闭对对端的连接，这是第3次握手，而在最初发送断开连接的一端接收到消息之后，进入到一个很重要的状态time_wait状态，最后一次握手是最初发送断开连接的一端接收到消息之后。对消息的确认。

1．为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你不可以马上关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。
 

2．为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？

这是因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都协调和发送完毕，按理可以直接回到CLOSED状态（就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样）；但是因为我们必须要假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文会一定被对方收到，因此对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

 

3. TCP 为什么要三次握手，两次、四次不行吗？为什么？
    首先，解释一下全双工，半双工，单工的概念。
    全双工：客户端A可以给服务端B发送消息，服务端也可以给客户端发送消息，客户端给服务器发送消息的同时服务端也可以给客户端发送消息。
    半双工：客户端A可以给服务端B发送消息，服务端也可以给客户端发送消息，但是A给B发送的同时，B不能给A发送消息，即不能同时。
    单工：A可以给B发送消息，B不可以给A发送，或者B可以给A发送消息，A不可以给B发送。
    TCP是全双工的，发送一次信息即一次握手。
    ●第一次握手：A给B发送消息，你能收到我的消息吗（SYN）
    ●第二次握手：B收到了A的消息（ACK），然后给A发送消息，那你能收到我的消息吗（SYN）
    ●第三次握手：A收到了B的消息（ACK），然后给B说可以的，我们可以开始通讯了。
    
    三次握手后，就可以保证A能收到B的消息，B也可以收到A的消息，这样可以开始通讯了。
    
    HTTP是基于TCP协议的，客户端请求，服务器应答，但是TCP还可以给其他应用层提供服务，所以A，B建立连接后，双方都可以先开始通信。
    
    若只有两次握手，假若B先开始通信，就不能保证B发送给A的消息，A一定收到消息。
    
    若四次握手，就造成了浪费，因为在第三次握手之后，就能确保双方发送的消息对方都可以收到。