TCP和UDP原理

TCP原理

TCP建立（三次握手）

1. 由主机Client发送建立tcp连接的请求，此时tcp报文会随机生成一个seq号为a（序列号），并把SYN字段置为1，表示需要建立tcp连接。
2. 主机Server接受到主机Client发送来的tcp连接请求，也会在回复的tcp报文中随机生成一个序列号为B，SYN字段置为1，ack设置为A+1进行回复，以便Client收到信息时，知晓自己的tcp建立请求已得到了验证

3. 主机Client接收到主机Server的发送来的信息后，将自己的seq+1 ，ack设为B+1,并且再次回复ack验证请求，进行回复。

   
   

TCP断开（四次握手）

1. 由客户端发起tcp断开连接，此时seq为A+1 FIN置为1，表示请求断开连接
2. 服务器接受到tcp断开请求后，此时seq为B+1，ack置为A+1+1,表示客户端发起的断开请求我已经接收到了
3. 服务器并不会马上断开tcp连接，它需要将数据信息全都传入给客户端后，会把tcp报文的 seq=B+1 FIN置为1 ack置为A+2，此时服务器表示可以断开tcp连接了

4. 客户端接受到信息后，会发送一个确认断开的报文，seq置为A+1 ack为B+1+1，确认断开连接

   
   

假设Client端发起中断连接请求，也就是发送FIN报文。Server端接到FIN报文后，意思是说"我Client端没有数据要发给你了"，但是如果你还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以你先发送ACK，“告诉Client端，你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息”。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文。当Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文，“告诉Client端，好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了”。Client端收到FIN报文后，"就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕Server端不知道要关闭，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。“，Server端收到ACK后，“就知道可以断开连接了”。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，那好，我Client端也可以关闭连接了。Ok，TCP连接就这样关闭了！

UDP原理

UDP是无连接的传输协议，主要用于在相对可靠的网络上的数据传输，或用于对延迟较敏感的应用等。

UDP是面向报文的，发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。

理解

UDP是是IP协议暴露在传输层上的接口。

UDP的优点：

UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，（当然，发送数据结束时也没有连接可释放），因此减少了开销和发送数据之前的时延。
没有拥塞控制，传输速度快

UDP的缺点：

传输不可靠

总结

• TCP和UDP通过端口号标识上层应用和服务
• TCP通过三次握手建立可靠连接
• TCP通过校验和进行差错校验，通过序列号、确认和超时重传机制实现可靠传输，通过滑动窗口实现流量控制
• UDP实现简单，资源占用少，实用性强，适用于可靠性高的网络和延迟敏感的用用