12.2. TCP 与 UDP

Question

UDP 是用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。

1. 网络层：IP 协议、ICMP 协议、ARP 协议、RARP 协议和 BOOTP 协议；
2. 传输层：TCP 协议与 UDP 协议；
3. 应用层：FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS 等协议；
   TCP是传输控制协议，提供的是面向连接、可靠的字节流服务。

TCP 和 UDP 的区别：

• TCP 面向连接的运输层协议，UDP 无连接
• TCP 是可靠交付，UDP 是尽最大努力交付
• TCP 面向字节流，UDP 面向报文
• TCP 是点对点连接的，UDP 一对一，一对多，多对多都可以
• TCP 适合用于网页，邮件等，UDP 适合用于视频，语音广播等
  HTTP 是应用层协议，其传输都是被包装成 TCP 协议传输。可以用 SOCKET 实现 HTTP。

Socket 是一组接口，可以实现 TCP，也可以实现 UDP。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的 TCP/UDP 协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让 Socket 去组织数据，以符合指定的协议。

1. TCP 传输控制协议，提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个 TCP 连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。 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前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开 TCP 连接的请求。
2. UDP 用户数据报协议，是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。UDP 不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据包发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于 UDP 在传输数据包前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。
3. TCP 连接的三次握手：要了解 TCP，一定要知道 "三次握手，四次拜拜"所谓的三次握手，就是发送数据前必须建立的连接叫三次握手，握手完了才开始发的，这也就是面向连接的意思。
4. 第一次握手：客户端发送 syn 包（syn=j）到服务器，并进入 SYN_SEND 状态，等待服务器确认；
5. 第二次握手：服务器收到 syn 包，必须确认客户的 SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个 SYN 包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
6. 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=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。