浏览器网络之TCP与UDP

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网络模型

在理解TCP与UDP 之前，首先需要对网络结构有一些基本的认识，在互联网发展的初期，国际标准化组织提出了两种最受认可的网络架构模型：OSI模型 与 TCP/IP 模型，其中，TCP与UDP同位于传输层。
在计算机通过DNS解析获取到目标服务器IP后，需要通过传输层建立端到端的连接，最常用的协议就是TCP协议与UDP协议。

TCP协议

建立连接——三次握手

在三次握手建立连接的过程中，有两个概念需要了解

SYN 报文： 起标识作用，SYN = 1就表示这是一个连接请求或连接接受报文。

• 客户端进行连接请求时，SYN=1 而 ACK=0。
• 服务端同意建立连接，则响应报文中SYN=1，ACK=1. 。

ACK 报文： TCP协议规定，只有ACK=1时有效，且连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1。

建立连接过程如下

• 1 由客户端发出请求连接，报文情况是： SYN=1，ACK=0，seq=t。
• 2 SYN=1时不能携带数据，但要消耗一个序号，所以和 SYN 一起抵达战场的还有一个记录序号的 seq，其值为 k。
• 3 然后服务端进行回复确认，报文内容是：SYN=1，ACK=1，同时还有服务端为自己初始化的序号 seq=k, 以及确认号 ack=t+1,
• 4 客户端再进行一次确认，这一步用不到 SYN 了，报文内容是：ACK=1, ack=k+1。

断开连接——四次挥手

在断开连接时，出现了一个新的报文： FIN 报文，它用来释放一个连接。 FIN=1 时，就表示此报文段的发送方的数据已经发送完毕，请求释放运输连接。

• 1 客户端就会向服务端抛出一个 FIN=1 报文以及序列号 seq=x。
• 2 服务器接收到报文回复了一个 ACK=1 的标识以示确认,还有确认码 ack=x+1 以及序列号 seq=y。
• 3 服务器继续向客户端抛出一个 FIN=1 报文，请求断开连接。
• 4 客户端收到了服务端的报文，向服务端抛出一个 ACK=1 的报文。

为什么要三次握手与四次挥手

TCP连接是全双工协议，就是说双方都可以同时向对方发送或接收数据

• 建立请求时

通过三次握手，客户端经历了一次请求和一次响应，服务端也经历了一次请求和一次响应，通过三次握手，确认了当前网络状态可以进行连接，又确认了目标对象能够响应消息、确。在这样安全、稳定的前提下，两台计算机之间才可以建立起 TCP 连接

• 断开请求时

当客户端第一次发送请求给服务端时，只能确认自己没有数据要传输给服务器了，但并不能确认服务器是否还有数据要发送。

服务端第一次回复客户端时，表示服务端已经收到了客户端的断开请求，但是可能还有数据正在传输中，因此，在确认全部数据都传输完成后，服务端会再一次发送报文给客户端。

客户端收到服务端第二次的报文后，为了保证数据安全，会再向服务端发送一次报文，服务端收到后得知客户端已经知道断开连接的消息，才正式断开连接，而客户端在一段时间内若没有在收到服务端任何消息时，自动关闭连接。

不常使用的协议——UDP

TCP与UDP的区别

• TCP 协议下，连接的建立需要三次握手，确保双方能够确实建立起稳定的传输通道。断开连接时需要四次挥手，确保双方数据安全完整。因此，TCP 又被称为面向连接的可靠传输。

• UDP 协议下，数据想发就发，想断就断。没有复杂的三次握手或者四次挥手，UDP 又被称为无连接的不可靠传输。

UDP的使用场景

UDP既然不那么安全，也就让它具备了更强的灵活性，常用于一些实时性要求高，安全性要求相对较低的场景，如：

• 实时应用程序：视频会议、在线游戏、语音聊天
• 在线直播、网络电话
• 快速传输少量数据，如DNS 服务

总结

网络模型

TCP协议

• 建立连接——三次握手
• 断开连接——四次挥手
• 为什么要三次握手与四次挥手

不常使用的协议——UDP

• TCP与UDP的区别
• UDP的使用场景