TCP与UDP协议对比：三次握手四次挥手详解-优快云博客

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用户数据报协议UDP（User Datagram Protocol）、传输控制协议TCP（Transmission Control Protocol）是TCP/IP体系结构运输层中的两个重要协议。

运输层主要作用是实现端对端的连接，实现进程之间逻辑上的直接通信。

对比两种写协议的不同:

1.在连接方式上

UDP是无连接的通信方式

TCP是通过著名的**“三次握手”建立连接，“四次挥手”释放连接**。

2.在传播方式上

UDP由于不建立连接，支持多播和广播

TCP由于每次通信需要建立基于TCP连接的可靠信道，且每次只能建立一条连接，因此只支持单播

传播方式上的区别

3.在报文传输上

UDP协议中，对于应用层传输下来的报文不进行处理，保留报文的边界。在给报文加上UDP首部，进行发送。UDP接收方首部接收到UDP数据后，去除其首部，交付给应用层。所以，UDP是针对报文为单位进行处理的，也就是UDP是面向应用报文的。

在TCP发送方：

TCP协议会把应用进程交付下来的数据块（报文）看作是一连串无结构的字节流（TCP并不知道这些子节含义），将他们编号，并存储在自己的发送缓存中,TCP再根据发送策略，提取一定量的字节，加上TCP首部，构建成TCP报文进行发送。
对于接收方,同时进行两件事：
从所接受到的TCP报文段中，取出数据载荷部分并存储在接收缓存中，同时将接收缓存中的一些字节交付给应用进程。

所以，TCP是面向字节的。

报文传输处理上

4.在给上层提供的服务上

UDP提供的是不可靠服务：
对于发送的UDP数据报，接收方在检测到其误码后直接丢弃，不做其他操作。对于发送方发送过程中出现分组丢失，也不做处理。因此其传输数据是不一定能使接收方全部收到数据，因此是不可靠服务。

TCP提供的是可靠服务：
由于TCP字传输过程中需要建立连接，通过建立的可靠信道进行传输，因此不会出现传输差错，也就是误码、丢失、乱序、重复。因此可以保证发送端发送的数据接收端一定可以收到，是可靠传输。

在这里插入图片描述

5.协议首部的对比

由于UDP不提供可靠传输的服务，因此其首部只需要在网际层的基础上添加区分端口的子节，其首部比较简单。

在TCP中，需要提供可靠传输、流量控制、拥塞控制等服务，首部比较复杂，字段比较多。

协议首部对比

TCP三次握手与四次挥手

TCP三次握手

三次握手解决的问题：

使TCP双方都能确知对方的存在
使TCP双方能够协商一些参数（如窗口最大值、是否使用窗口扩大选项和时间戳选项和服务质量等等）
使TCP双方能够对运输实体资源（如缓存大小、连接表中的项目等）进行分配

三次握手建立的过程：

在打算建立TCP连接时，客户端向TCP服务器进程发送TCP连接请求报文段，并进入同步已发送状态
TCP服务器进程收到客户端发送的TCP连接请求报文段后，如果同意建立连接，则向TCP客户进程发送TCP连接请求确认报文段，并进入同步已接收状态
TCP客户进程收到TCP连接请求确认报文段后，还要向TCP服务器进程发送一个普通的TCP确认报文段，并进入连接已连接状态

三次握手完毕

第三次握手是否多余：

不多余，假如是两次握手。服务端接收到客户端发出的请求报文就会认为要请求建立新的连接，并且进入连接状态，但是客户端此时可能并没有发出建立连接的请求，该报文是由于某种情况迟到的请求，因此不会去向B端发送数据，服务端没有收到数据就会一直等待。这样子会造成服务端白白浪费掉很多资源。

两次握手建立连接示例

TCP四次挥手

四次挥手过程：

TCP客户进程会发送TCP连接释放报文段，并进入终止等待1状态
TCP服务器进程会发送一个普通的TCP确认报文段并且进入关闭等待状态。期间通信进入半关闭状态，只能服务端到客户端单向发送数据。
剩余数据传输完成，TCP服务器进程会发送TCP连接释放报文段并进入最后确认状态。
TCP客户端针对第三次挥手的报文段发送普通的TCP确认报文段，之后进入时间等待状态。此时TCP服务器进程收到该报文段后就进入关闭状态，而TCP客户进程还要经过2MSL后才能进入关闭状态。

可独断经过2MSL后才能进入关闭状态

等待2MSL个时间后才关闭？，是否有必要？

若客户端发送完最后一次报文后，也就是第四次挥手后就直接进入关闭状态，此时若第四次挥手报文丢失，会导致服务器的超时重传。
因为此时客户端又已经关闭，导致不接受该报文，因此服务器会一直不断重传，并一直处于最后确认状态无法进入关闭状态。所以客户端等待关闭是为了接收服务端的超时重传。

结论：TCP客户进程在发送完最后一个TCP确认报文段后，在经过2MSL时长，就可以使本次连接持续时间内所产生的所有报文段都从网络中消失，这样就可以使下一个新的TCP连接中，不会出现旧连接中的报文段。