傳輸層上的TCP和UDP

 

參考：

知乎

傳輸層概述

「三次握手，四次揮手」你真的懂嗎？

傳輸層上的TCP和UDP

TCP/IP協議是一個協議簇。裏面包括不少協議的，UDP只是其中的一個， 之因此命名爲TCP/IP協議，由於TCP、IP協議是兩個很重要的協議，就用他兩命名了。

傳輸層的主要功能： 爲端到端鏈接提供可靠的傳輸服務，爲端到端鏈接提供流量控制，差錯控制，服務質量等管理服務，具備傳輸層功能的協議：TCP 、SPX 、NetBIOS。

TCP定義

TCP（Transmission Control Protocol 傳輸控制協議）是一種面向鏈接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通訊協議。

UDP定義

UDP （User Datagram Protocol 用戶數據報協議）是一種無鏈接的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

區別：

TCP---傳輸控制協議,提供的是面向鏈接、可靠的字節流服務。當客戶和服務器彼此交換數據前，必須先在雙方之間創建一個TCP鏈接，以後才能傳輸數據。TCP提供超時重發，丟棄重複數據，檢驗數據，流量控制等功能，保證數據能從一端傳到另外一端。

UDP---用戶數據報協議，是一個簡單的面向數據報的運輸層協議。UDP不提供可靠性，它只是把應用程序傳給IP層的數據報發送出去，可是並不能保證它們能到達目的地。因爲UDP在傳輸數據報前不用在客戶和服務器之間創建一個鏈接，且沒有超時重發等機制，故而傳輸速度很快 。

使用場景：

TCP： 瀏覽器，SSH QQ文件傳輸等

UDP：音頻和多媒體應用，QQ聊天，網絡遊戲和直播等

 三次握手，四次揮手

 tcp頭部結構：源端口 16位；目標端口 16位；序列號 32位；迴應序號 32位；TCP頭長度 4位；reserved 6位；控制代碼 6位；口大小 16位；偏移量 16位；校驗和 16位；選項32位(可選)；

名詞解釋

一、ACK 是TCP報頭的控制位之一，對數據進行確認。確認由目的端發出， 用它來告訴發送端這個序列號以前的數據段都收到了。 好比確認號爲X，則表示前X-1個數據段都收到了，只有當ACK=1時,確認號纔有效，當ACK=0時，確認號無效，這時會要求重傳數據，保證數據的完整性。

二、SYN 同步序列號，TCP創建鏈接時將這個位置1。

三、FIN 發送端完成發送任務位，當TCP完成數據傳輸須要斷開時,提出斷開鏈接的一方將這位置1。

 

三次握手

第一次握手： 主機A嘗試鏈接服務器B，向服務器B發送含有**同步序列號額度標誌位的數據段（就是 syn包 全稱爲 同步序列標號 Synchronize Sequence Numbers ），syn = j **，而後主機A進入SYN_SEND狀態等待服務器B確認————「A對B說：請求通話？」

第二次握手： 服務器B接收到主機A發送的`syn`包並肯定（ack = j + 1），而後給主機A返回一個數據段：SYN（syn = k）+ACK 包（其中包括同步序列標號syn 和 肯定應答ACK），而後服務器B進入 SYN_RECV 狀態————「B收到A的話，B對A說：你能聽到嗎？」

第三次握手： 主機A接收到 SYN+ACK包，向服務器B發送肯定包ACK（ack = k + 1），此包發送完畢，主機A和服務器B進入ESTABLISHED狀態，完成三次握手————「A聽到B的話，A又對B說：我立刻進入正題！」

3次握手的特色：

• 沒有應用層的數據

• SYN這個標誌位只有在TCP創建鏈接時纔會被置1

• 握手完成後SYN標誌位被置0

四次揮手

TCP創建鏈接要進行3次握手，而斷開鏈接要進行4次

第一次： 當主機A完成數據傳輸後,將控制位FIN置1，提出中止TCP鏈接的請求 ；

第二次： 主機B收到FIN後對其做出響應，確認這一方向上的TCP鏈接將關閉,將ACK置1；

第三次： 由B 端再提出反方向的關閉請求,將FIN置1 ；

第四次： 主機A對主機B的請求進行確認，將ACK置1，雙方向的關閉結束.。

由TCP的三次握手和四次斷開能夠看出，TCP使用面向鏈接的通訊方式， 大大提升了數據通訊的可靠性，使發送數據端和接收端在數據正式傳輸前就有了交互， 爲數據正式傳輸打下了可靠的基礎。