TCP三次握手与四次分手、TCP与UDP区别

首先介绍一下TCP中的一些标志位：
TCP Flags:TCP首部中有6个标志比特，它们中的多个可同时被设置为1，主要是用于操控TCP的状态机的，依次为URG，ACK，PSH，RST，SYN，FIN。每个标志位的意思如下：
URG：此标志表示TCP包的紧急指针域（后面马上就要说到）有效，用来保证TCP连接不被中断，并且督促中间层设备要尽快处理这些数据；
ACK：此标志表示应答域有效，就是说前面所说的TCP应答号将会包含在TCP数据包中；有两个取值：0和1，为1的时候表示应答域有效，反之为0；
PSH：这个标志位表示Push操作。所谓Push操作就是指在数据包到达接收端以后，立即传送给应用程序，而不是在缓冲区中排队；
RST：这个标志表示连接复位请求。用来复位那些产生错误的连接，也被用来拒绝错误和非法的数据包；
SYN：表示同步序号，用来建立连接。SYN标志位和ACK标志位搭配使用，当连接请求的时候，SYN=1，ACK=0；连接被响应的时候，SYN=1，ACK=1；这个标志的数据包经常被用来进行端口扫描。扫描者发送一个只有SYN的数据包，如果对方主机响应了一个数据包回来 ，就表明这台主机存在这个端口；但是由于这种扫描方式只是进行TCP三次握手的第一次握手，因此这种扫描的成功表示被扫描的机器不很安全，一台安全的主机将会强制要求一个连接严格的进行TCP的三次握手；
FIN： 表示发送端已经达到数据末尾，也就是说双方的数据传送完成，没有数据可以传送了，发送FIN标志位的TCP数据包后，连接将被断开。这个标志的数据包也经常被用于进行端口扫描。

1、三次握手

第一次握手：建立连接。客户端发送连接请求报文段，将SYN位置为1，Sequence Number为x；然后，客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器的确认；

第二次握手：服务器收到SYN报文段。服务器收到客户端的SYN报文段，需要对这个SYN报文段进行确认，设置Acknowledgment Number为x+1(Sequence Number+1)；同时，自己自己还要发送SYN请求信息，将SYN位置为1，Sequence Number为y；服务器端将上述所有信息放到一个报文段（即SYN+ACK报文段）中，一并发送给客户端，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK报文段。然后将Acknowledgment Number设置为y+1，向服务器发送ACK报文段，这个报文段发送完毕以后，客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态，完成TCP三次握手。

完成了三次握手，客户端和服务器端就可以开始传送数据。

为什么一定要进行三次握手：
前两次的握手很显然是必须的，主要是最后一次，即客户端收到服务端发来的确认后为什么还要想服务端再发送一次确认呢？这主要是为了防止已失效的请求报文段突然又传送到了服务端而产生连接的误判。

考虑如下的情况：客户端发送了一个连接请求报文段到服务端，但是在某些网络节点上长时间滞留了，而后客户端又超时重发了一个连接请求报文段该服务端，而后正常建立连接，数据传输完毕，并释放了连接。如果这时候第一次发送的请求报文段延迟了一段时间后，又到了服务端，很显然，这本是一个早已失效的报文段，但是服务端收到后会误以为客户端又发出了一次连接请求，于是向客户端发出确认报文段，并同意建立连接。假设不采用三次握手，这时服务端只要发送了确认，新的连接就建立了，但由于客户端比你更没有发出建立连接的请求，因此不会理会服务端的确认，也不会向服务端发送数据，而服务端却认为新的连接已经建立了，并在一直等待客户端发送数据，这样服务端就会一直等待下去，直到超出保活计数器的设定值，而将客户端判定为出了问题，才会关闭这个连接。这样就浪费了很多服务器的资源。而如果采用三次握手，客户端就不会向服务端发出确认，服务端由于收不到确认，就知道客户端没有要求建立连接，从而不建立该连接。

2、四次分手

第一次分手：主机1（可以使客户端，也可以是服务器端），设置Sequence Number和Acknowledgment Number，向主机2发送一个FIN报文段；此时，主机1进入FIN_WAIT_1状态；这表示主机1没有数据要发送给主机2了；

第二次分手：主机2收到了主机1发送的FIN报文段，向主机1回一个ACK报文段，Acknowledgment Number为Sequence Number加1；主机1进入FIN_WAIT_2状态；主机2告诉主机1，我“同意”你的关闭请求；
第三次分手：主机2向主机1发送FIN报文段，请求关闭连接，同时主机2进入LAST_ACK状态；

第四次分手：主机1收到主机2发送的FIN报文段，向主机2发送ACK报文段，然后主机1进入TIME_WAIT状态；主机2收到主机1的ACK报文段以后，就关闭连接；此时，主机1等待2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，主机1也可以关闭连接了。

至此，TCP的四次分手就完成。

TIME—WAIT状态必须等待2MSL时间是因为：
为了保证主机1发送的最后一个ACK报文段能够到达主机2。该ACK报文段很有可能丢失，因而使处于在LIST—ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认，主机2可能会重传这个FIN+ACK报文段，而主机1就在这2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段，接着主机1重传一次确认，重新启动2MSL计时器，最后主机1和主机2都进入CLOSED状态。如果主机1在TIME—WAIT状态不等待一段时间就直接释放连接，到CLOSED状态，那么久无法收到B重传的FIN+ACK报文段，也就不会再发送一次确认ACK报文段，主机2就无法正常进入CLOSED状态。

3、TCP与UDP区别

概念：
TCP的全称为传输控制协议。这种协议可以提供面向连接的、可靠的、点到点的通信。

UDP全称为用户数据报协议，它可以提供非连接的不可靠的点到多点的通信。

UDP的特点：

（1）、每一次发送数据都需要绑定IP和端口号。相当于发送邮件，只管是否发送成功，不保证对方是否接收到数据，所以UDP是不安全的，有可能会丢失数据包。

（2）、UDP：类似于HTTP，也属于短连接。

TCP的特点：

（1）、只需要一次连接，属于长连接，只要不断开的情况可以一直使用。TCP好像打电话，双方要通话，首先，要确定对方是不是开机（网络可以到达），然后要确定是不是没有信号，然后还需要对方接听（通信链接）。

（2）、TCP通过3次“握手”来保证数据发送的安全性，不会丢失数据包。

TCP与UDP区别：

1.TCP是面向连接的，UDP是无连接的。

2.TCP提供可靠的服务，数据无错误，不丢失，不重复，按顺序到达。UDP没有保证。

3.TCP面向字节流。UDP面向报文，UDP没有congestion control，适用于real-time transfer.

4.TCP连接是点对点的，UDP支持多对多通信。

5.TCP头部20字节，UDP头部8字节。