TCP与UDP区别 三次连接和四次断开

1. TCP、UDP & TCP/IP

首先要明确TCP协议、UDP协议与TCP/IP体系结构的关系

TCP/IP体系有应用层、传输层、网际层和网络接口层。四层结构，每一层都有不同的网络协议。

应用层

HTTP 超文本传输协议（万维网的基本协议）

FTP 简单文件传输协议

Telnet 远程登录协议 提供远程访问其他主机功能，允许用户登录

SNMP 简单网络管理协议 提供监控网络设备的方法，配置管理、统计信息收集，性能管理以及安全管理

网际层

IP协议 Internet协议

ICMP协议 控制信息协议

ARP协议 地址解析协议

RARP协议 反向地址解析协议

网络接口层

网络访问层又称作主机到网络层（host-to-network）。网络访问层的功能包括IP地址与物理地址硬件的映射，以及将IP封装成帧。基于不同硬件类型的网络接口，网络访问层定义了和物理介质的连接。

所以TCP/IP体系是一个协议簇，而TCP协议、UDP协议仅仅是传输层的两种不同的传输协议。

2.TCP&UDP

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议） 是面向连接的协议，也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，只简单的描述下这三次对话的简单过程：

主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”

主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”

主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”

三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。

UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）

UDP是一个非连接的协议，传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。

由于传输数据不建立连接，因此也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，因此一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。

UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小。

吞吐量不受拥挤控制算法的调节，只受应用软件生成数据的速率、传输带宽、源端和终端主机性能的限制。

UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表（这里面有许多参数）。

UDP是面向报文的。发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付给IP层。既不拆分，也不合并，而是保留这些报文的边界，因此，应用程序需要选择合适的报文大小。

TCP与UDP的区别：

1. 基于连接与无连接；

2. 对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；

3. UDP程序结构较简单；

4. 流模式与数据报模式 ；

5. TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。

TCP建立连接要进行3次握手，而断开连接要进行4次

连接的三次握手

1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ，向主机B 请求建立连接，通过这个数据段，主机A告诉主机B 两件事：

我想要和你通信;

你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我。

2 主机B 收到主机A的请求后，用一个带有确认应答（ACK）和同步序列号（SYN）标志位的数据段响应主机A，也告诉主机A两件事：

我已经收到你的请求了，你可以传输数据了;

你要用哪个序列号作为起始数据段来回应我

3 主机A收到这个数据段后，再发送一个确认应答，确认已收到主机B 的数据段：”我已收到回复，我现在要开始传输实际数据了

这样3次握手就完成了，主机A和主机B 就可以传输数据了。

3次握手的特点

没有应用层的数据

SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1

握手完成后SYN标志位被置0

断开的四次握手

1 当主机A完成数据传输后，将控制位FIN置1，提出停止TCP连接的请求

2 主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭，将ACK置1

3 由B 端再提出反方向的关闭请求，将FIN置1

4 主机A对主机B的请求进行确认，将ACK置1，双方向的关闭结束。

FIN 发送端完成发送任务位，当TCP完成数据传输需要断开时，提出断开连接的一方将这位置1

ACK： TCP报头的控制位之一，对数据进行确认。确认由目的端发出，用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段都收到了。比如，确认号为X，则表示前X-1个数据段都收到了。

当ACK=1时，确认号才有效

当ACK=0时，确认号无效，这时会要求重传数据，保证数据的完整性。

SYN 同步序列号，TCP建立连接时将这个位置1

由TCP的三次握手和四次断开可以看出，TCP使用面向连接的通信方式，大大提高了数据通信的可靠性，使发送数据端和接收端在数据正式传输前就有了交互，为数据正式传输打下了可靠的基础。

TCP的包头结构：

这样我们得出了TCP包头的最小长度，为20字节。

UDP的包头结构：