TCP/UDP

TCP/UDP区别：

TCP和UDP都是传输层的协议！

从编程的角度看，就是两个模块（模块就是代码的集合，一系列代码的组合提供相应的功能！模块化最终目的就是：分工协作！模块化好处：便于扩展开发以及维护！）。  

TCP协议：   

这个协议，是面向的连接！面向连接这个概念，我们要从物理层看起。由于“信道复用技术”的迅猛发展，才促使了计算机网络的发展！如果没有“信道复用技术”，那么单条线路上（这里的线路指物理传输介质，例如：双绞线、光纤、电话线）单位时间内只能供一台计算机使用！还是举例说明：就拿你自己的计算机来说，你跟同学“小明”聊天的时候，就不能跟另外一位同学“小强”聊天，如果你想同时跟两位同学聊天，那么你就得装两条线路！那么同时与第三位、第四位同学。。。第N位同学聊天的时候，你需要装几根线路？全世界人民聊天的时候，又需要装几根线路？“信道复用技术”实现了，在同一条线路上，单位时间内可供X台计算机同时通信！

上面我们提到了“信道复用技术”！知道了这一点，我们就很容易明白“物理信道”上的“虚拟信道”概念了！不同的信道复用技术，使用不同的复用技术，目的就是创建“虚拟信道”。   
一个TCP协议连接其实就是在物理线路上创建的一条“虚拟信道”。这条“虚拟信道”建立后，在TCP协议发出FIN包之前（两个终端都会向对方发送一个FIN包），是不会释放的。正因为这一点，TCP协议被称为面向连接的协议！   

UDP协议：

一样会在物理线路上创建一条“虚拟信道”，否则UDP协议无法传输数据！但是，当UDP协议传完数据后，这条“虚拟信道”就被立即注销了！因此，称UDP是不面向连接的协议！ 

说明：

TCP模块中，有connect()和accept()函数，并且accept()函数返回一个文件描述符，用于文件的读写，一直存在，除非你将它关闭。UDP中，使用sendto()和recvfrom()函数，只需要写上另一端的地址信息等，并没有返回文件描述符，用于后续的读，写操作

SYN：同步标志

ACK：确认标志

FIN：结束标志

简单的说,SYN指的是请求建立链路、ACK指的是应答、FIN指的是终止当前链路

TCP的三次握手（建立"虚拟信道"）：

假如，服务器A和客户机B通讯,：
1. (B) --> [SYN] --> (A)
当B要和A通信时，B首先向A发一个SYN (Synchronize) 标记的包，告诉A请求建立连接.
注意: 一个 SYN包就是仅SYN标记设为1的TCP包(参见TCP包头Resources). 认识到这点很重要，只有当A受到B发来的SYN包，才可建立连接，除此之外别无他法。因此，如果你的防火墙丢弃所有的发往外网接口的SYN包，那么你将不能让外部任何主机主动建立连接。

 2. (B) <-- [SYN/ACK] <--(A)

 接着，A收到后会发一个对SYN包的确认包(SYN/ACK)回去，表示对第一个SYN包的确认，并继续握手操作.

 注意: SYN/ACK包是仅SYN 和 ACK 标记为1的包.

 3. (B) --> [ACK] --> (A)

 B收到SYN/ACK 包,B发一个确认包(ACK)，通知A连接已建立。至此，三次握手完成，一个TCP连接完成


 Note: ACK包就是仅ACK 标记设为1的TCP包. 需要注意的是当三此握手完成、连接建立以后，TCP连接的每个包都会设置ACK位

四次挥手（关闭已建立的TCP连接"虚拟信道"）：
1. (B) --> ACK/FIN --> (A)

 2. (B) <-- ACK <-- (A)

 3. (B) <-- ACK/FIN <-- (A)

 4. (B) --> ACK --> (A)

 注意: 由于TCP连接是双向连接, 因此关闭连接需要在两个方向上做。

TCP协议和UDP协议为什么会共存?

1. 一种物理线路，单位时间内，能够创建的“虚拟信道”是有限的！

2. 使用TCP协议传输数据，当数据从A端传到B端后，B端会发送一个确认包（ACK包）给A端，告知A端数据我已收到！UDP协议就没有这种确认机制！这就是为什么说TCP协议可靠，UDP协议不可靠. 

     有些应用，对数据传输可靠性要求非常高，例如大家浏览网页，通过网页注册帐号、转帐等服务，这是不容许出错的，使用TCP协议能把出错的可能性降到最低（当然，网络自身很糟糕，TCP协议也没办法）。但是，提供这种可靠服务，会加大网络带宽的开销，因为“虚拟信道”是持续存在的，同时网络中还会出现大量的ACK和FIN包！  

      UDP 协议是无连接的数据传输协议并且无重传机制,会发生丢包、收到重复包、乱序等情况。而对于数据精确性要求不高的状态数据以及视频数据,丢包的影响不大。因为会不断收到新的包,丢失的个别包会有新的包来覆盖,所以只需在远程控制系统的通信部分自行处理乱序及重复包的问题,而对于丢包的问题一般不作处理。    

      但对于命令包这种需要精确收发的数据, 可在程序的开发中加入丢包重发和超时丢弃的处理。 当然,如果开发的是对于实时性要求不高的事件型控制命令的传输,不希望发生指令的丢失也可以直接采用TCP协议。TCP的重传机制正好适合这种情况。

 

      因此，鱼和熊掌不可兼得，需根据实际情况选择传输协议.TCP协议提供了可靠的数据传输,但是其拥塞控制、数据校验、重传机制的网络开销很大,不适合实时通信,所以选择开销很小的UDP协议来传输数据。 

  

      非面向连接的传输协议在数据传输之前不建立连接，而是在每个中间节点对非面向连接的包和数据包进行路由。没有点到点的连接，非面向连接的协议，如UDP，是不可靠的连接。当一个UDP数据包在网络中移动时，发送过程并不知道它是否到达了目的地，除非应用层已经确认了它已到达的事实。非面向连接的协议也不能探测重复的和乱序的包。标准的专业术语用“不可靠”来描述UDP。在现代网络中，UDP并不易于导致传输失败，但是你也不能肯定地说它是可靠的

         UDP属于不可靠的传输协议：UDP的所谓连接相当于一种映射，UDP单方面的认为目标地址（端口）是可用的，从而进行收发数据，而实际上目标地址（端口）未必可用，所以传输数据不可靠

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