TCP协议

概述

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议） 是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

由 IETF 的RFC 793定义,TCP 是面向连接的、可靠的流协议

报文结构

源端口：标识发送方的应用进程

目的端口：标识接收方的应用进程

序号(Seq)：保证数据传输的有序性

确认号(Ack)：对收到的数据进行确认

Flag字段（8位）

• ACK：确认号标志，置1表示确认号有效，表示收到对端的特定数据
• RST：复位标志，置1表示拒绝错误和非法的数据包，复位错误的连接
• SYN：同步序号标志，置1表示同步序号，用来建立连接
• FIN：结束标志，置1表示连接将被断开，用于拆除连接

Option字段（可选项）：MSS最大报文段长度，通过置位，协商能承载的TCP数据大小

传输机制-三次握手

传输机制-四次挥手

面向字节流

RST标志位

关闭TCP连接的正常方法是四次挥手，但不是只有四次挥手才能关闭TCP连接

RST 标志位作用

用于复位因某种原因导致的错误连接，也用来拒绝非法数据和请求

如果接收到RST标志位的时候，通常发生了某些错误

RST也可能被接收方或者中间设备置位

RST置位的原因

服务器端口没有打开（listen）

服务器响应太慢，用户终止连接

网络攻击

其他

流量控制-滑动窗口机制

窗口大小决定了在收到确认前可以发送的字节数

可靠传输-停止等待协议

无差错情况

超时重传

确认丢失

确认迟到

拥塞控制

网络拥塞

指的是在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络性能就要变坏

若出现拥塞而不进行控制，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降

TCP的四种拥塞控制算法

慢开始

拥塞控制

快重传

快恢复

图例

UDP协议

概述

UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）一种面向无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，IETE RFC 768是UDP的正式规范

UDP在IP报文协议的协议号是17

报文结构

协议特点

1、在传输数据之前，不需要进行复杂的三次握手来建立连接

2、在传输数据时，没有协议间通信流量（确认号），也不需要浪费不必要的处理时间（接收确认信号再发一次）

3、传输结束后，不再用四次挥手来结束连接

因为UDP协议是面向无连接的

TCP和UDP对比总结

TCP适用场景

当网络硬件失效或者负担太重时，数据包可能就会产生丢失、重复、延时、乱序的现象，这些都会导致我们的通信不正常

如果让应用程序来负担差错控制的工作，无疑将给程序员带来许多复杂的工作，于是，我们使用的通信协议来保证通信的可靠性是非常有必要的

TCP一般用于文件传输（FTP、HTTP对数据准确性要求高，速度可以相对慢）、发送或接收邮件（POP、SMTP对数据准确性要求高，非紧急应用）、远程登陆（Telnet、SSH对数据准确性有一定要求，有连接的概念）等等

UDP适用场景

1、在高效可靠的网络环境中（不需要考虑网络通信不好导致的丢包、乱序、延时、重复等问题），因为UDP是无连接的服务，不用消耗不必要的网络资源（TCP中的协议间通信）和处理时间（预期确认需要的时间），从而效率要高得多

2、在轻权通信中，当需要传输的数据量很小（可以装在一个IP数据包内）时

​ UDP很适合这种客户机向服务器传送简单服务请求的环境，如这类协议包括TFTP、SNMP、DNS、DHCP等

3、对实时性要求很强的通信中（允许一定量的丢包率时，如赛事直播、视频等）