【计算机网络学习】之TCP和UDP比较

IP数据报格式：

IP数据报是对传输层的分组，在ip层需要分组和重组。首部包含以下信息：ip协议的版本，首部的长度，总长度，上一层的服务类型，标识（同一片标识相同），然后用片偏移来重组，首部校验和，判断首部有没有错误。

UDP

udp并不提供可靠服务，无连接。首部简单，只有8个字节，对于上层报文不分片。

TCP

提供面向连接的方式，三次握手，四次挥手，保证数据的正确性有序性。首部较为复杂，会对上层的报文进行分片。

首部包含以下信息：源端口和目的端口。数据偏移，即在此报文段中数据是从哪里开始的。同时还要此报文段第一个数据的序号，确认号，希望收到的下一个字节的序号。还有一些标志位ACK，FIN等。

三次握手简介：

A首先向B发出连接请求报文段，SYN=1，同时选择一个初始序号seq=x.

B收到连接请求报文后，如同意建立连接则向A发送确认。携带如图中的字段。

A要给B发送确认。

三次挥手简介：

1.数据传输结束后，通信双方都可释放连接。现在A,B都处于ESTABLISHED状态。A先发送连接释放报文段，并停止在发送数据，主动关闭TCP连接。A把连接释放报文段首部离得FIN置1，其序号seq=u，u等于前面已发送的数据的最后一个字节的序号加1.这是A进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待B的确认。TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也消耗一个序号。

       2.B收到连接释放报文段后即发出确认，确认号是ack=u+1,而这个报文段自己的序号是v，等于B前面已发送的数据的最后一个字节的序号加1.然后B进入CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。至此A->B的连接就释放了，这时TCP连接处于半关闭（half-close）状态，即A已经没有数据要发送了，但B若发送数据，A仍然接收。

        3.A收到B的确认后，就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态，等待B发出的连接释放报文段。若B已经没有数据要发给A，其应用进程就通知TCP释放连接。这时B发出的连接释放报文段必须使FIN=1.假定B的序号是w（在半关闭状态B可能又发送了一些数据）。B还必须从夫上次已发送过的确认号ack=u+1。这时B进入LAST-ACK状态，等待A确认。

        4.A在收到B的连接释放报文段后，必须对此发出确认。在确认报文段中把ACK置1，确认号ack=w+1，自己的序号为seq=u+1（前面发送的FIN报文段要消耗一个序号）。然后进入TIME-WAIT（时间等待）状态。现在TCP连接还没有释放掉。必须经过时间等待计时器（TIME-WAIT timer）设置的时间2MSL后，A才进入到CLOSED状态。（MSL：Maximum Segment Lifetime 最长报文段寿命）。

为什么在TIME-WAIT要等待呢？

     1.为了保证A发送的最后一个ACK报文段能够到达B。这个ACK报文段可能丢失，因而使处在LAST-ACK状态的B收不到确认。B会超时重传FIN+ACK报文段，A就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段，接着A重传一次确认，重启计时器。最好，AB都正常进入到CLOSED状态。如果A在TIME-WAIT状态不等待一段时间，而是再犯送完ACK报文后立即释放连接，那么就无法收到B重传的FIN+ACK报文段，因而也不会在发送一次确认报文。这样，B就无法按照正常步骤进入CLOSED状态。

     2.防止 已失效的连接请求报文出现在本连接中。

TCP和UDP的区别：

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

 

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的

UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道