TCP和UDP的区别（三次握手四次挥手全过程图解）

首先OSI有七层模型，从上往下依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层，

而TCP/UDP则属于传输层

1、TCP和UDP的区别

一般我们进行网络通信时，会使用TCP/UDP进行通信，那么我们首先介绍下TCP和UDP到底有什么区别，应用场景又有什么区别？

TCP是一种面向连接，可靠稳定的传输协议，建立连接需要经历三次握手，握手成功才可通信，但是速度比较慢，效率比较低，容易被DOS，DDOS攻击。
UDP是一种面向无连接，不可靠的传输协议，会直接建立连接，速度快，没有三次握手的机制，所以会相对安全，但是UDP还是可能会被flood攻击，在网络不好的情况，容易发生丢包。

• 当对网络通信质量有要求时，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往对于一些要求可靠的应用，比如HTTP,HTTPS,FTP等传输文件的协议，POP,SMTP等邮件的传输协议。常见使用TCP协议的应用：
  1.浏览器使用的：HTTP
  2.FlashFXP:FTP(文件传输协议)
  3.Outlook:POP，SMTP（邮局协议）
  4.QQ文件传输
• 对当前网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度尽量的快，这时就使用UDP
  日常生活中常见使用UDP协议：
  1.QQ语音
  2.QQ视频

2、那么TCP又是如何准确无误的传输数据的呢？

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• 三次握手

1. 第一次握手，客户端发送请求建立连接，请求报文段
2. 第二次握手，服务器收到请求，发送同意并请求与客户端建立连接
3. 第三次握手，客户端收到请求，发送同意与服务器建立连接

当客户端与服务器通过三次握手建立了TCP连接过后，当数据传送完毕，相应的就要断开TCP连接了，于是就有了四次分手的步骤。

• 四次分手

1. 第一次分手，客户端发送断开请求
2. 第二次分手，服务器收到断开请求，发送同意断开连接的请求
3. 第三次分手，服务器发送请求断开连接
4. 第四次分手，客户端收到，发送同意断开连接、

TCP头部：

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• Source Port和Destination Port:分别占用16位，表示源端口号和目的端口号；用于区别主机中的不同进程，而IP地址是用来区分不同的主机的，源端口号和目的端口号配合上IP首部中的源IP地址和目的IP地址就能唯一的确定一个TCP连接；

• Sequence Number:用来标识从TCP发端向TCP收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的的第一个数据字节在数据流中的序号；主要用来解决网络报乱序的问题；

• Acknowledgment Number:确认序列号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号，因此，确认序号应当是上次已成功收到数据字节序号加1。不过，只有当标志位中的ACK标志（下面介绍）为1时该确认序列号的字段才有效。主要用来解决不丢包的问题；

• 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，主要介绍一下我们会使用到的ACK、SYN

ACK ： TCP协议规定，只有ACK=1时有效，也规定连接建立后所有发送的报文的ACK必须为1
SYN：当SYN为1时，表明此数据包是一个同步包，用来表明正在请求连接。

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1. 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；

2. 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；

3. 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。以上就是TCP三次握手的总体介绍。

为什么TCP是三次握手，而不是两次

可能会形成死锁。假设客户端给服务器发送了一个连接请求报文，服务端成功接收并给客户端发送了确认应答报文，此时服务端并不能确认该应答报文是否成功到了客户端，但因为两次握手，所以这时候服务端就处于成功连接的状态了，并给客户端发送数据。如果客户端未收到服务端的应答报文，则不知道服务器是否确认好建立连接，甚至不知道自己发送给服务器的报文是否成功抵达，此时客户端会认为连接并未成功建立，会忽略服务端发送过来的任何数据。而服务端发送的数据未得到相应超时时，会重复发送同样的数据，这样就形成了死锁。

四次挥手

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（1）第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
（2）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），Server进入CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
（4）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TCP是四次挥手

这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，我们也未必全部数据都发送给对方了，所以我们不可以立即close，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，我们的ACK和FIN一般都会分开发送。