TCP协议

一、TCP协议的工作原理

当应用程序希望通过 TCP 与另一个应用程序通信时，它会发送一个通信请求。这个请求

必须被送到一个确切的地址。在双方“握手”之后，TCP 将在两个应用程序之间建立一个全双工

(full-duplex) 的通信。

　　这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路，直到它被一方或双方关闭为止。

1、TCP协议的三次握手

TCP是因特网中的传输层协议，使用三次握手协议建立连接。

当主动方发出SYN连接请求后，等待对方回答SYN+ACK，并最终对对方的 SYN 执行 ACK 确认。

这种建立连接的方法可以防止产生错误的连接。

TCP三次握手的过程如下：

(1) 客户端发送SYN（SEQ=x）报文给服务器端，进入SYN_SEND状态。

(2) 服务器端收到SYN报文，回应一个SYN （SEQ=y）ACK(ACK=x+1）报文，进入SYN_RECV状态。

(3) 客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个ACK(ACK=y+1）报文，进入Established状态。

(4) 三次握手完成，TCP客户端和服务器端成功地建立连接，可以开始传输数据了。

2、TCP协议的四次挥手

建立一个连接需要三次握手，而终止一个连接要经过四次握手，这是由TCP的半关闭（half-close）造成的。

(1) 某个应用进程首先调用close，称该端执行“主动关闭”（active close）。该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。

(2) 接收到这个FIN的对端执行 “被动关闭”（passive close），这个FIN由TCP确认。

注意：
FIN的接收也作为一个文件结束符（end-of-file）传递给接收端应用进程，放在已排队等候该应用进程接收的任何其他数据之后，因为，FIN的接收意味着接收端应用进程在相应连接上再无额外数据可接收。

(3) 一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用close关闭它的套接字。这导致它的TCP也发送一个FIN。

(4) 接收这个最终FIN的原发送端TCP（即执行主动关闭的那一端）确认这个FIN。既然每个方向都需要一个FIN和一个ACK，因此通常需要4个分节。

注意：

(1) “通常”是指，某些情况下，步骤1的FIN随数据一起发送，另外，步骤2和步骤3发送的分节都出自执行被动关闭那一端，有可能被合并成一个分节。[2]

(2) 在步骤2与步骤3之间，从执行被动关闭一端到执行主动关闭一端流动数据是可能的，这称为“半关闭”（half-close）。

(3) 当一个Unix进程无论自愿地（调用exit或从main函数返回）还是非自愿地（收到一个终止本进程的信号）终止时，所有打开的描述符都被关闭，这也导致仍然打开的任何TCP连接上也发出一个FIN。

无论是客户还是服务器，任何一端都可以执行主动关闭。通常情况是，客户执行主动关闭，但是某些协议，例如，HTTP/1.0却由服务器执行主动关闭。

3、Time_wait

time_wait是在client段向server段发送中断连接请求时，如果ack传输出错（例如网络延迟），导致server没有接收到中断连接请求，那么在过了一段时间后，client会再次发送中断连接请求，然后server确认中断。

time_wait就是client第一次发送中断连接请求和server确认中断中断连接之间的时间。

二、UDP

UDP是一种传输协议。

1. 不需要建立双向管道。
2. 不会粘包。
3. 客户端给服务器发送数据，不需要等待服务端返回接收成功。
4. 数据容易丢失，不安全

• TCP：就好比在打电话
• UDP：就好比在发短信