TCP

TCP协议(Transmission Control Protocol 传输控制协议)为应用层提供可靠的、面向连接的和基于流(stream)的服务。TCP协议使用超时重传、数据确认等方式来确保数据包被正确的发送到目的端,因此TCP服务是可靠地。使用TCP协议通信的双方必须先建立TCP连接,并在内核中为该连接维持一些必要的数据结构。通信结束时,双方必须关闭连接以释放这些内核资源。TCP协议是基于流的,基于流的数据没有长度限制,它源源不断的从通信的一方流向另一方。

 

UDP

UDP(User Datagram Protocol 用户数报协议)则与TCP协议完全相反,它为应用层提供不可靠的、无连接的、基于数据报的服务。“不可靠”意味着UDP协议无法保证数据从发送端正确的传送到目的端。如果数据在中途丢失,或者目的端通过数据校验发现数据的错误而将其丢弃,则UDP协议只是简单的通知应用程序发送失败。UDP协议时无连接的,即通信双方不保持一个长久的联系,因此应用程序每次发送数据的时候都要明确指定接收端的地址。每个UDP数据报都有一个长度,接收端必须以该长度为最小单位将其所有内容一次性读出,否则数据报将被截断。

 

TCP的三次握手和四次挥手:

所谓三次握手(Three-Way Handshake)即建立TCP连接,就是指建立一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中,这一过程由客户端执行connect来触发。

  1. 第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。
        (2)第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。
        (3)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

所谓四次挥手(Four-Way Wavehand)即终止TCP连接,就是指断开一个TCP连接时,需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中,这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发。

由于TCP连接是全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭,上图描述的即是如此。
(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。
(2)第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。
(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。
(4)第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

 

 

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