TCP与UPD区别？TCP三次握手和四次挥手详解

前言

TCP(Transmission Control Protocol)-传输控制协议。

TCP是主机对主机层的传输控制协议，提供可靠的连接服务，采用三次握手确认建立一个连接:

位码即tcp标志位,有6种标示:

• SYN(synchronous)-建立联机 ：发送/同步标志，用来建立连接，和下面的第二个标志位ACK搭配使用。连接开始时，SYN=1，ACK=0，代表连接开始但是未获得响应。当连接被响应的时候，标志位会发生变化，其中ACK会置为1，代表确认收到连接请求，此时的标志位变成了 SYN=1，ACK=1。
• ACK(acknowledgement) -确认：确认标志，表示确认收到请求。
• PSH(push) -推送：表示推送操作，就是指数据包到达接收端以后，不对其进行队列处理，而是尽可能的将数据交给应用程序处理；
• FIN(finish) -结束
• RST(reset) -重置：重置复位标志，用于复位对应的TCP连接。
• URG(urgent)紧急：紧急标志，用于保证TCP连接不被中断，并且督促中间层设备尽快处理。

此外，还有两个序号：

• Sequence number(顺序号码) ：顺序号，发送数据包中的第一个字节的序列号，一般为小写的seq。
• Acknowledge number(确认号码)：确认号，响应前面的seq，值为seq+1，可以理解为期望下次发出的序列号为seq+1；

TCP和UDP的区别

• TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，提供可靠的连接服务。也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来。

• UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！ UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。

TCP三次握手

为了准确无误地把数据送达目标处，TCP协议采用了三次握手策略。用TCP协议把数据包送出去后，TCP不会对传送 后的情况置之不理，它一定会向对方确认是否成功送达。握手过程中使用了TCP的标志：SYN（Synchronize Sequence Numbers）同步序列编号和ACK (Acknowledge character）确认字符

过程

(客)SYN - (服)SYN/ACK-(客)ACK

[ACK number = seq number + 1 确认序号为收到序号+1 (syn＝1,随机产生seq number=1234567的数据包)]

理解过程：

• 1.客户端向服务器发送一个建立连接的请求（客户端：我要连接你了，可以吗）；
• 2.服务器接到请求后发送同意连接的信号（服务器：嗯，我准备好了，连接我吧）；
• 3.客户端接到同意连接的信号后，再次向服务器发送了确认信号（客户端：好，那我连接你咯。），自此，客户端与服务器两者建立了连接。

简单过程：

• 发送端首先发送一个带SYN标志的数据包给对方
• 接收端收到后，回传一个带有SYN/ACK标志的数据包以示传达确认信息。
• 最后，发送端再回传一个带ACK标志的数据包，代表“握手”结束。
• 若在握手过程中某个阶段莫名中断，TCP协议会再次以相同的顺序发送相同的数据包

详细过程：

在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。

• 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
• 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，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包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
• 完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据.

详细过程分析

如图，

分析：

• 第一次握手：主机A发送位码为syn＝1,随机产生seq number=1234567的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机；

• 第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=7654321的包

• 第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1),ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功。

完成三次握手，主机A与主机B开始传送数据。

实例

• IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: S 3626544836:3626544836
• IP 192.168.1.123.7788 > 192.168.1.116.3337: S 1739326486:1739326486 ack 3626544837
• IP 192.168.1.116.3337 > 192.168.1.123.7788: ack 1739326487,ack 1

分析：

• 第一次握手：192.168.1.116发送位码syn＝1,随机产生seq number=3626544836的数据包到192.168.1.123,192.168.1.123由SYN=1知道192.168.1.116要求建立联机;

• 第二次握手：192.168.1.123收到请求后要确认联机信息，向192.168.1.116发送ack number=3626544837,syn=1,ack=1,随机产生seq=1739326486的包;

• 第三次握手：192.168.1.116收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，192.168.1.116会再发送ack number=1739326487,ack=1，192.168.1.123收到后确认seq=seq+1,ack=1则连接建立成功。

TCP四次挥手

为什么服务器在接到断开请求时不立即同意断开？

当服务器收到断开连接的请求时，可能仍然有数据未发送完毕，所以服务器先发送确认信号，等所有数据发送完毕后再同意断开。

过程

(客)FIN - (服)ACK - (服)FIN - (客)ACK
（ACK number = seq number + 1 确认序号为收到序号+1）

理解过程：

• 客户端向服务器发送一个断开连接的请求（不早了，我该走了）；
• 服务器接到请求后发送确认收到请求的信号（知道了）；
• 服务器向客户端发送断开通知（我也该走了）；
• 客户端接到断开通知后断开连接并反馈一个确认信号（嗯，好的），服务器收到确认信号后断开连接；

详细过程：

• 第一次挥手：主动关闭方(客户端)发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不 会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据)，但是，此时主动关闭方还可 以接受数据。（不早了，我该走了）

• 第二次挥手：被动关闭方(服务器)收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）（知道了）

• 第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了（我也该走了）

• 第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手（嗯，好的）

参考

HTTP三次握手
一个页面从输入 URL 到页面加载显示完成，这个过程中都发生了什么？