网络：TCP 与 UDP 协议简介
- 传输层的主要作用是实现
应用程序之间的的包传递。网络层主要是保证不同数据链路的包传递，至于如何传输数据则是由传输层负责。
传输层协议简介
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常见的传输层协议主要有
TCP协议和UDP协议 -
TCP 协议是面向
有连接的协议-
使用 TCP 协议传输数据之前一定要在发送方和接收方之间建立连接。一般情况下建立连接需要三步，关闭连接需要四步
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建立 TCP 连接后，由于有数据重传、流量控制等功能，TCP 协议能够正确处理丢包问题，保证接收方能够收到数据，与此同时还能够有效利用网络带宽。然而 TCP 协议中定义了很多复杂的规范，因此
效率不如 UDP 协议，不适合实时的视频和音频传输。
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UDP协议是面向无连接的协议- 它只会把数据传递给接收端，不会关注接收端是否真的收到了数据。
- 这种特性反而适合多播，实时的视频和音频传输。因为个别数据包的丢失并不会影响视频和音频的整体效果。
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IP 协议中的两大关键要素是
源 IP 地址和目标 IP 地址。而刚刚我们说过，传输层的主要作用是实现应用程序之间的通信。因此传输层的协议中新增了三个要素：源端口号，目标端口号和协议号。通过这五个信息，可以唯一识别一个通信。 -
端口用于区分同一台主机上不同的应用程序- 假设你打开了两个浏览器，浏览器 A 发出的请求不会被浏览器 B 接收，这就是因为 A 和 B 具有不同的端口。
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协议号用于区分使用的是TCP还是UDP- 因此相同两台主机上，相同的两个进程之间的通信，在分别使用 TCP 协议和 UDP 协议时也可以被正确的区分开来。
TCP的三次握手
第一次握手：
- 客户端发送
SYN包到服务器，进入数据发送(SYN_SEND)状态，等待服务器确认
第二次握手：
- 服务器发送
SYN+ACK(确认)包，此时服务器进入数据接收(SYN_RECV)状态
第三次握手：
- 客户端发送
ACK(确认)包，客户端和服务器进入建成状态
established: 已经建立的
- 握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据
- 理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去
为什么是三次握手
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网络不可靠，数据包可能丢失。
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假设没有第三次确认，客户端发送了 SYN，请求建立连接。由于延迟，服务端没有及时收到这个包。于是客户端重新发送一个 SYN 包。服务端接收到了第二个 SYN 包，建立了通信，一段时间后通信结束，连接关闭。这时候第一次发送的 SYN 包抵达服务端，此时的服务端就会建立一个新的连接。然而客户端并没有请求建立连接，所以也不会向服务端发送数据。造成资源浪费
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在三次握手的情况下，客户端会接受到一个相同的 ACK 包，这时候它会抛弃这个数据包，不会和服务端进行第三次握手，因此避免了服务端建立空的连接
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三次握手其实解决了第二步的数据包丢失问题
ACK 确认包丢失怎么办
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方案一：服务端会重新向客户端发送数据包，直至收到 ACK 包
- 但这种做法有可能遭到
SYN 泛洪攻击 - 所谓的泛洪攻击，是指发送方伪造多个 IP 地址，模拟三次握手的过程。当服务器返回 ACK 后，攻击方故意不确认，从而使得服务器不断重发 ACK。由于服务器长时间处于半连接状态，最后消耗过多的 CPU 和内存资源导致死机
- 但这种做法有可能遭到
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方案二：服务端发送
RST 报文，进入CLOSE状态；客户端如果还想重新建立 TCP 连接，就必须重新开始第一次握手- 这个 RST 数据包的 TCP 首部中，控制位中的 RST 位被设置为 1。这表示连接信息全部被初始化，原有的 TCP 通信不能继续进行
TCP关闭的四次握手
服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”
1.（客户端）：我要关闭了
2.（服务端）：可以
3.（服务端）：我这边也要关闭了
4.（客户端）：可以
关闭连接的最后一个 ACK 丢失怎么办
- 第三步之后客户端收到
FIN包时，会设置一个计时器。如果ACK 丢失，那么服务端还会重发 FIN，客户端重置计时器 - 假设在计时器失效前服务器重发的 FIN 包没有到达客户端，客户端就会进入
CLOSE状态，从而导致服务端永远无法收到ACK 确认，也就无法关闭连接
TCP和UDP的区别
1.TCP面向链接，UDP非面向连接
TCP的三次握手最大程度保证了，数据传输的可靠性
2.UDP数据传输速率更快
因为不必进行三次握手
建立Socket连接
- 建立
Socket连接至少需要一对套接字：客户端Socket，服务器端Socket。 - 套接字：源IP地址和目的IP地址以及源端口号和目的端口号的组合
