网络协议TCP和UDP的基本原理

引入

TCP/IP协议族的传输层协议主要包括TCP和UDP TCP是面向连接的可靠的传输层协议。它支持在并不可靠的网络上实现面向连接的可靠的数据传输 UDP是无连接的传输协议，主要用于支持在较可靠的链路上的数据传输，或用于对延迟较敏感的应用

TCP/IP传输层的作用

提供面向连接或者无连接的服务 维护连接状态 对应用层数据进行分段和封装 实现多路复用 可靠的传输数据 执行流量控制

TCP的基本原理

特点

三次握手->建立可靠连接 确认机制->应答接收 端口号->多路复用 序列号->丢失检测、乱序重排 完整性校验->差错检测 窗口机制->流量控制

TCP封装 TCP/UDP 端口号 TCP建立过程

建立

拆除

HostA 　　 传输确认 超时重传 滑动窗口 三次握手过程说明：

由客户端发送建立TCP连接的请求报文，其中报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，并且将报文中的SYN字段置为1，表示需要建立TCP连接。（SYN=1，seq=x，x为随机生成数值） 由服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文，其中包含seq序列号，是由回复端随机生成的，并且将SYN置为1，而且会产生ACK字段，ACK字段数值是在客户端发送过来的序列号seq的基础上加1进行回复，以便客户端收到信息时，知晓自己的TCP建立请求已得到验证。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y为随机生成数值）这里的ack加1可以理解为是确认和谁建立连接。 客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后，会使自己的序列号加1表示，并且再次回复ACK验证请求，在服务端发过来的seq上加1进行回复。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）

四次挥手过程说明：

客户端发送断开TCP连接请求的报文，其中报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，并且还将报文中的FIN字段置为1，表示需要断开TCP连接。（FIN=1，seq=x，x由客户端随机生成） 服务端会回复客户端发送的TCP断开请求报文，其包含seq序列号，是由回复端随机生成的，而且会产生ACK字段，ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1进行回复，以便客户端收到信息时，知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服务端随机生成） 服务端在回复完客户端的TCP断开请求后，不会马上进行TCP连接的断开，服务端会先确保断开前，所有传输到A的数据是否已经传输完毕，一旦确认传输数据完毕，就会将回复报文的FIN字段置1，并且产生随机seq序列号。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服务端随机生成） 客户端收到服务端的TCP断开请求后，会回复服务端的断开请求，包含随机生成的seq字段和ACK字段，ACK字段会在服务端的TCP断开请求的seq基础上加1，从而完成服务端请求的验证回复（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h为客户端随机生成）

至此TCP断开的4次挥手过程完毕

UDP的基本原理

UDP封装 TCP和UDP的对比 总结

TCP和UDP通过端口号标识上层应用和服务 TCP通过三次握手建立可靠连接 TCP通过校验和进行差错校验，通过序列号、确认和超时重传机制实现可靠传输，通过滑动窗口实现流量控制 UDP实现简单、资源占用少，实时性强，适用于可靠性高的网络和延迟敏感的应用