TCP協議與UDP協議以及兩者之間的區別

一、TCP協議：

TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議）是面向連線的協議，也就是說，在收發資料前，必須和對方建立可靠的連線。一個TCP連線必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常複雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：主機A向主機B發出連線請求資料包：“我想給你發資料，可以嗎？”，這是第一次對話；主機B向主機A傳送同意連線和要求同步（同步就是兩臺主機一個在傳送，一個在接收，協調工作）的資料包：“可以，你什麼時候發？”，這是第二次對話；主機A再發出一個資料包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧！”，這是第三次對話。三次“對話”的目的是使資料包的傳送和接收同步，經過三次“對話”之後，主機A才向主機B正式傳送資料。

TCP三次握手過程：

（1）主機A通過向主機B 傳送一個含有同步序列號的標誌位的資料段給主機B ,向主機B 請求建立連線,通過這個資料段,
主機A告訴主機B 兩件事:我想要和你通訊;你可以用哪個序列號作為起始資料段來回應我.

（2） 主機B 收到主機A的請求後,用一個帶有確認應答(ACK)和同步序列號(SYN)標誌位的資料段響應主機A,也告訴主機A兩件事:
我已經收到你的請求了,你可以傳輸資料了;你要用哪個序列號作為起始資料段來回應我

（3） 主機A收到這個資料段後,再傳送一個確認應答,確認已收到主機B 的資料段:”我已收到回覆,我現在要開始傳輸實際資料了
這樣3次握手就完成了,主機A和主機B 就可以傳輸資料了.

3次握手的特點：
沒有應用層的資料
SYN這個標誌位只有在TCP建產連線時才會被置1
握手完成後SYN標誌位被置0

TCP斷開連線要進行4次揮手：(不分客戶端與服務端)

（1）當主機A完成資料傳輸後,將控制位FIN置1,提出停止TCP連線的請求
（2）主機B收到FIN後對其作出響應,確認這一方向上的TCP連線將關閉,將ACK置1
（3）由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1
（4）主機A對主機B的請求進行確認,將ACK置1,雙方向的關閉結束.
由TCP的三次握手和四次斷開可以看出,TCP使用面向連線的通訊方式,大大提高了資料通訊的可靠性,使傳送資料端和接收端在資料正式傳輸前就有了互動,為資料正式傳輸打下了可靠的基礎。

TIME——WAIT存在的原因：
（1）可靠地終止TCP連線；
（2）保證讓遲來的TCP報文段有足夠的時間被識別並丟棄。
netstat-tnp:檢視系統當前哪些埠被佔用著。

名詞解釋
ACK ： TCP報頭的控制位之一,對資料進行確認.確認由目的端發出,用它來告訴傳送端這個序列號之前的資料段(進行確認應答)
都收到了.比如,確認號為X,則表示前X-1個資料段都收到了,只有當ACK=1時,確認號才有效,當ACK=0時,確認號無效,這時會要求重傳資料,保證資料的完整性。
SYN ： 同步序列號,TCP建立連線時將這個位置1。（請求建立連線）
FIN ： 傳送端完成傳送任務位,當TCP完成資料傳輸需要斷開時,提出斷開連線的一方將這位置1。（請求斷開連線）

TCP狀態轉移圖：

二、UDP（User Data Protocol，使用者資料包協議）

（1） UDP是一個非連線的協議，傳輸資料之前源端和終端不建立連線，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程式的資料，並儘可能快地把它扔到網路上。在傳送端，UDP傳送資料的速度僅僅是受應用程式生成資料的速度、計算機的能力和傳輸頻寬的限制；在接收端，UDP把每個訊息段放在佇列中，應用程式每次從佇列中讀一個訊息段。

（2） 由於傳輸資料不建立連線，因此也就不需要維護連線狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的訊息。

（3） UDP資訊包的標題很短，只有8個位元組，相對於TCP的20個位元組資訊包的額外開銷很小。

（4） 吞吐量不受擁擠控制演算法的調節，只受應用軟體生成資料的速率、傳輸頻寬、源端和終端主機效能的限制。

（5）UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持複雜的連結狀態表（這裡面有許多引數）。

（6）UDP是面向報文的。傳送方的UDP對應用程式交下來的報文，在新增首部後就向下交付給IP層。既不拆分，也不合並，而是保留這些報文的邊界，因此，應用程式需要選擇合適的報文大小。
我們經常使用“ping”命令來測試兩臺主機之間TCP/IP通訊是否正常，其實“ping”命令的原理就是向對方主機傳送UDP資料包，然後對方主機確認收到資料包，如果資料包是否到達的訊息及時反饋回來，那麼網路就是通的。

小結TCP與UDP的區別：

1、TCP協議是基於連線的，而UDP協議是基於無連線的；
2、TCP對系統資源的要求較多，而UDP對系統資源的要求較少；
3、UDP程式結構較簡單；
4、TCP屬於流模式，UDP屬於資料包模式 ；
5、TCP保證資料正確性，UDP可能丟包，TCP保證資料順序，UDP不保證。
UDP不一定使資料傳送到對端。