一文了解運輸層TCP/UDP協議

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你如何收到好友的QQ消息?
  你有沒有想過這個問題，當你和朋友使用QQ進行聊天的時候，你的消息是如何發送到好友的手機或者電腦上去的呢？


　　在解決這個問題以前不妨先思考一下另外一個問題。有一天遠方的朋友給你寫了一封信，快遞員收到信件以後要把信件送到你的手中。首先他要作的是根據信件上的地址信息找到你家所在的那一棟樓 ，找到你家所在的那一棟樓以後，快遞員會再根據你家的門牌號才能把信件送到你的手中。
　　同理，QQ上的消息要從好友哪裏發送到你這裏。第一步是要作的是要找到你的手機或者電腦在網絡中的地址(IP地址)，找到你的設備在網絡中的地址以後，你的設備中同時開啓了許多其餘的網絡應用，消息仍然不知道發送到你的手機的哪一個位置，爲了把信息準確的送到QQ上而不是其餘的應用上，必須使用端口號來區別設備上各類不一樣的網絡的應用，至此消息就能夠從好友QQ上準確的發送到你的QQ上了。

什麼是網絡協議？
　　首先讓咱們看一段解釋:

> 一個協議定義了在兩個或多個通訊實體之間交換的報文格式和次序，以及報文發送和/或接收一條報文或其餘事件所採起的動做。

　　咋看這個解釋，多是一頭霧水。咱們經過一個類比來解釋一下。假如你忘記帶手錶了，這時你想向一個陌生人詢問如今的時間，首先你要的作的是和陌生人打招呼(發送報文)。若是陌生人迴應了你(接收一條報文後採起的動做)，你才能繼續向她問時間。若是陌生人不會說中文，那麼大家就不能進行後繼的交流了。這是一個簡單的人類之間進行交流的協議。

　　同理在計算機網絡中，兩個進行通訊的設備也應該遵循相同的網絡通訊協議才能進行通訊。
    

因特網運輸層概述
　　運輸層位於網絡層之上應用層之下，該層爲運行在不一樣主機上的<font color = orange>應用進程提供直接的通訊服務起着相當重要的做用。若是不一樣主機之間的應用進程要進行直接通訊的話，惟一的方法是使用應用層的協議。
　　運輸層上使用的協議主要有兩種：UDP、TCP。下表展現處了兩種協議分別會在什麼應用中會被使用到。能夠看出TCP協議一般被使用到對數據丟失不能忍受的應用上，如電子郵件、即時通訊，由於TCP協議在傳輸數據的過程當中不會形成數據的丟失。而UDP協議在傳輸的過程當中會有些許的數據丟失，因此它一般會被應用到語音電話、視頻電話等對數據丟失能夠忍受的應用上。

應用	應用層協議	下面的運輸協議
電子郵件	SMTP	TCP
遠程終端訪問	Telnet	TCP
Web	HTTP	TCP
文件運輸	FTP	TCP
遠程文件服務器	NFS	一般UDP
流式多媒體	一般專用2	UDP或TCP
因特網電話	一般專用	UDP或TCP

面向鏈接的運輸：TCP
          TCP之因此是被稱爲面向鏈接的,是由於兩臺主機上下應用進程在進行通訊以前，必須先"握手"即它們必須相互發送某些預備報文段，以創建鏈接，這是保證TCP協議用來傳輸數據可靠的手段之一。
## 三次握手
          前面談到，TCP協議在進行通訊以前會進行三次握手，三次握手以後，兩臺主機上的應用進程之間纔會創建鏈接，那麼三次握手是如何進行的呢？

          第一步：客戶端的TCP首先向服務器的TCP發送一個特殊的SYN報文段(該報文段中不包括應用層數據),報文首部的標識位SYN會被置爲1，同時報文中會加上客戶端隨機生成的一個初始序號(client_isn),將此編號放置於該起始的TCP SYN報文段的序號字段中。最後該報文段會被封裝在一個IP數據報中，發送給服務器。
          第二步：一旦包含TCP SYN報文段的IP數據報到達服務器主機，服務器會向客戶端發送容許鏈接報文(SYNACK報文段)，該報文首部的標識位SYN會被置爲0，同時報文中會加上服務器選擇的初始序號(server_isn),將此編號放置到TCP報文段首部的序號字段中，同時TCP報文段的確認號字段被置爲client_isn + 1。
          第三步：在收到SYNACK報文段後，客戶端也要給該鏈接分配緩存和變量。客戶主機則向服務器發送另一個報文段；這最後一個報文段對服務器的容許鏈接的報文段就像了確認(該客戶經過將值server_isn + 1放置到TCP報文段首部的確認段中來完成此項工做)。由於鏈接郵件創建了，因此該SYN比特被置爲0。
          一旦這三個步驟順利完成，客戶端和服務器之間就能夠相互通訊了。
無鏈接運輸：UDP
          顧名思義，UDP在應用進程間傳輸數據以前不須要像TCP那麼麻煩的要與服務器進行三次握手，採用UDP時，只要應用進程將數據傳輸給UDP，UDP就會將此數據打包進報文段並當即將其傳遞給網絡層，發送給遠程主機。因此它就沒法保證數據是否會被準確的交付到遠程主機應用進程。
UDP和TCP比較
          UDP傳輸數據時不須要創建鏈接，但會丟失數據。TCP傳輸數據可靠。兩個協議的不一樣特色致使他們使用的場合不一樣，在實際的開發中須要視工程的要求來決定使用哪個協議。

	UDP	TCP
是否須要與遠程主機創建鏈接	否	是
報文首部開銷	8byte	20byte
數據傳輸可靠性	不可靠	可靠