网络协议TCP和UDP的基本原理（udp协议和tcp协议作用）

网络协议TCP和UDP的基本原理（udp协议和tcp协议作用）

引入

TCP/IP协议族的传输层协议主要包括TCP和UDPTCP是面向连接的可靠的传输层协议。它支持在并不可靠的网络上实现面向连接的可靠的数据传输UDP是无连接的传输协议，主要用于支持在较可靠的链路上的数据传输，或用于对延迟较敏感的应用

TCP/IP传输层的作用

提供面向连接或者无连接的服务维护连接状态对应用层数据进行分段和封装实现多路复用可靠的传输数据执行流量控制

TCP的基本原理

特点

三次握手->建立可靠连接确认机制->应答接收端口号->多路复用序列号->丢失检测、乱序重排完整性校验->差错检测窗口机制->流量控制

TCP封装

TCP/UDP 端口号

TCP建立过程

建立

HostA

拆除

HostA

传输确认

超时重传

滑动窗口

三次握手过程说明：

由客户端发送建立TCP连接的请求报文，其中报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，并且将报文中的SYN字段置为1，表示需要建立TCP连接。（SYN=1，seq=x，x为随机生成数值）由服务端回复客户端发送的TCP连接请求报文，其中包含seq序列号，是由回复端随机生成的，并且将SYN置为1，而且会产生ACK字段，ACK字段数值是在客户端发送过来的序列号seq的基础上加1进行回复，以便客户端收到信息时，知晓自己的TCP建立请求已得到验证。（SYN=1，ACK=x+1，seq=y，y为随机生成数值）这里的ack加1可以理解为是确认和谁建立连接。客户端收到服务端发送的TCP建立验证请求后，会使自己的序列号加1表示，并且再次回复ACK验证请求，在服务端发过来的seq上加1进行回复。（SYN=1，ACK=y+1，seq=x+1）

四次挥手过程说明：

客户端发送断开TCP连接请求的报文，其中报文中包含seq序列号，是由发送端随机生成的，并且还将报文中的FIN字段置为1，表示需要断开TCP连接。（FIN=1，seq=x，x由客户端随机生成）服务端会回复客户端发送的TCP断开请求报文，其包含seq序列号，是由回复端随机生成的，而且会产生ACK字段，ACK字段数值是在客户端发过来的seq序列号基础上加1进行回复，以便客户端收到信息时，知晓自己的TCP断开请求已经得到验证。（FIN=1，ACK=x+1，seq=y，y由服务端随机生成）服务端在回复完客户端的TCP断开请求后，不会马上进行TCP连接的断开，服务端会先确保断开前，所有传输到A的数据是否已经传输完毕，一旦确认传输数据完毕，就会将回复报文的FIN字段置1，并且产生随机seq序列号。（FIN=1，ACK=x+1，seq=z，z由服务端随机生成）客户端收到服务端的TCP断开请求后，会回复服务端的断开请求，包含随机生成的seq字段和ACK字段，ACK字段会在服务端的TCP断开请求的seq基础上加1，从而完成服务端请求的验证回复（FIN=1，ACK=z+1，seq=h，h为客户端随机生成）

至此TCP断开的4次挥手过程完毕

UDP的基本原理

UDP封装

TCP和UDP的对比

总结

TCP和UDP通过端口号标识上层应用和服务TCP通过三次握手建立可靠连接TCP通过校验和进行差错校验，通过序列号、确认和超时重传机制实现可靠传输，通过滑动窗口实现流量控制UDP实现简单、资源占用少，实时性强，适用于可靠性高的网络和延迟敏感的应用

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