计算机网络——TCP和UDP及TCP的三次握手与四次挥手

TCP和UDP的区别

1，TCP是面向连接的协议，UDP是无连接的协议；

2，TCP协议传输是可靠的，UDP协议传输“尽力而为”；

3，TCP可以进行流控，UDP不行；

4，TCP可以进行分段，UDP不行；

5，TCP传输速度较慢，占用资源较大；UDP传输速度较快，占用资源小。

什么是面向连接：在正式传输数据之前，先通过预备好的协议，建立点到点的连接，之后再传输数据。

 TCP报文格式：（背）

TCP --- 可变长头部

seq序号，ack确认序号（长度分别为为4个字节）用于确保TCP的三次握手和四次挥手

首部长度：数据偏移，4位，该字段的值是TCP首部（包括选项）长度除以4。

指针标志符意义：

URG：紧急标记位，置1激活，将紧急数据提到最前，对应紧急指针，紧急指针表示紧急数据到哪一位，即指针之前的都是需要紧急处理的数据（一般置0，用于紧急优先处理的数据传输）

ACK：确认标记位，用于确定回复信息，与确认序号联动，置1时确认序号激活，确认序号与确认标记位不同，确认序号是ack。

PSH：快速通道，置1时不需排队，表示有数据在传输

RST：数据复位信息标识符（用来异常的关闭连接，强制关闭，不需要ack确认）

SYN：请求标记位，请求建立连接时置1 。

FIN：TCP连接的终结标识符，表示结束连接。
 

伪头部校验 --- 将网络层封装的的12个字节的内容一起进行校验：32位源IP地址，32目标IP地址，8位协议号，8位保留，16位的报文长度，一个TCP数据最小的传输的数据单元为20字节。

UDP:

UDP的报文数据只有源和目标端口号和UDP长度与校验核，所以一个UDP数据的最小单位为8个字节。

TCP和UDP数据传输协议的最大区别在于TCP需要建立可靠的面向连接（三次握手和四次挥手）。

TCP的三次握手（即通过发送三个数据包进行交互）：

第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=X，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，确认序号激活ack=X+1，因为第一次发送的序号是X，所以确认序号ack=X+1，并随机产生一个值seq=Y，并将该数据包发送给Client以确认连接请求。第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为X+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=Y+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为Y+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据。

TCP的四次挥手：

第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送。第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）。第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送。第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

为什么握手要三次而挥手要四次:客户端在发送挥手请求时，数据已经发送完毕，而服务器端仍然有数据要发送，直到服务端数据发送完毕时，服务端发送最后一个数据包FIN，此时客户端发送ACK信息，服务端才会关闭。而建立连接不需要进行数据传输。

TCP传输可靠性的保障机制：确认，重传，排序，流控（滑动窗口机制）

网络层封装：-IP地址-IP报文格式：（TCP和IP都是可变长头部）

TTL：数据包每经过路由器的一次转发，TTL值将会减一，当一个数据包中的TTL值为0时，路由器将不再转发该数据包，会将其直接丢弃。

8位协议：TCP--6  UDP--17  ICMP--1

ip分片:

MTU --- 最大传输单元 --- 1500字节（一个数据段的最大长度，物理层最大的传输单元）
MSS --- 最大段长度 --- 1460（MSS不包含TCP及IP的协议头长度） 

封装：从右到左。

解封装：从左到右。