TCP/UDP：协议适用场景、TCP握手和拥塞控制原理
TCP UDP优缺点对比
1 TCP优点
可靠，稳定
可靠性体现在传输数据之前，三次握手建立连接（四次挥手断开连接），并且在数据传递时，有确认，窗口，重传，拥塞控制机制，数据传完之后断开连接来节省系统资源
2 TCP缺点
慢，效率比较低，占用系统资源，容易被攻击
传输数据之前建立连接，会消耗时间；消息传递时，确认、重传和拥塞机制都会消耗大量的时间；
而且要在每台设备上维护所有的传输连接，每一个连接都会占用系统的CPU，内存等硬、软件资源；
并且TCP的确认机制，三次握手机制导致TCP容易被人利用，实现DOS，DDOS攻击
3 UDP优点
快，比TCP安全
UDP没有TCP的握手，确认窗口，重传，拥塞机制
UDP是一个无状态的传输机制，所以在传输数据时非常快
UDP没有TCP这些机制，相应被利用的漏洞就少一点
但是UDP的攻击也是存在的，比如：UDP 的flood攻击
4 UDP缺点
不可靠，不稳定
因为UDP没有TCP的那些可靠机制，在网络质量不好的时候容易发生丢包
TCP应用场景
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
3.Outlook:POP，SMTP
4.文件传输
UDP 文件传输协议
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
3.TFTP
TCP通信过程有三个步骤：
• 建立TCP连接通道（三次握手）
• 传输数据（超时重传、快速重传、流量控制、拥塞控制）
• 断开TCP连接通道（四次握手）
1 三次握手
• 第一次：客户端发送syn包(seq=x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认
• 第二次：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN(ack=x+1)，同时自己也发送一个SYN包(seq=y)，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RCVD状态
• 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态
• 注：握手过程中传送的包里不含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。
2 传输数据过程
• 超时重传：来保证TCP传输的可靠性
￮ 每次发送数据包时，发送的数据报都有seq号，接收端收到数据后，会回复ack进行确认，表示某一seq 号数据已收到。发送方在发送了某个seq包后，等待一段时间，如没有收到对应的ack回复，认为报文丢失，会重传这个数据包
￮ 场景：发送端在傻等超时，触发重传
• 快速重传
￮ 接受数据一方发现有数据包丢掉了，就会发送ack报文告诉发送端重传丢失的报文。如果发送端连续收到标号相同的ack包，则会触发客户端的快速重传
￮ 场景：接收端主动告诉发送端数据没收到，触发发送方重传
• 流量控制：TCP滑动窗流量控制
￮ TCP头里有一个字段叫Window，又叫Advertised-Window，该字段是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据
￮ 于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端处理不过来
￮ 滑动窗可以是提高TCP传输效率的一种机制
￮ 注：流量控制只关注发送端和接受端自身的状况，而没有考虑整个网络的通信情况
3 拥塞控制
￮ 流量控制只关注发送端和接受端自身的状况
￮ 拥塞控制，则是基于整个网络来考虑的
￮ 场景：某一时刻网络上的延时突然增加，那TCP的应对只有重传数据，但、重传会导致网络的负担更重，导致更大的延迟以及更多的丢包，恶性循环
￮ 为避免上述场景，TCP引入了拥塞控制策略
￮ 拥塞策略算法主要包括：慢启动，拥塞避免，拥塞发生，快速恢复
4 四次挥手断开连接
• 第一次：主动关闭方发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据)，但此时主动关闭方还可以接受数据
• 第二次：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1(与SYN相同，一个FIN占用一个序号)
• 第三次：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。
• 第四次：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1
