【网络】TCP和UDP的区别以及TCP的三次握手四次释放

一、两者区别

1.TCP面向连接的运输层协议，UDP无连接

2.TCP是可靠交付，UDP是尽最大努力交付

3.TCP面向字节流，UDP面向报文

4.TCP是点对点连接的，UDP一对一，一对多，多对多都可以

5.TCP适合用于网页，邮件等，UDP适合用于视频，语音广播等

TCP（Transmission Control Protocol）：

可靠的、面向连接的协议（eg:打电话）、传输效率低全双工通信（发送缓存&接收缓存）、面向字节流。

使用TCP的应用：Web浏览器；电子邮件、文件传输程序。

UDP（User Datagram Protocol）      

不可靠的、无连接的服务，传输效率高（发送前时延小），一对一、一对多、多对一、多对多、面向报文，尽最大努力服务，无拥塞控制。

使用UDP的应用：域名系统 (DNS)；视频流；IP语音(VoIP)。

二、为什么UDP有时比TCP更有优势?

UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。

（1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。

（2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。

采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

TCP三次握手的过程

第一次握手，发送SYN报文，传达信息：“你好，我想建立连接”；

第二次握手，回传SYN+ACK报文，传达信息：“好的，可以建立链接”；

第三次握手，回传ACK报文，传到信息：“好的，我知道了，那我们连接”。然后就建立连接了。在发送报文之前各方都要确认可以进行连接。

之所以采取三次握手机制，不过是为了信息传输的可靠性。

二次握手可能导致的问题：

 

      

        如上图所示，如果仅仅是2次握手的话，可能出现的问题如下：

       Host A发送的数据包由于网络的原因，出现了滞留，即延时到达了HostB。此时，B以为HostA发来了请求，于是就向HostA发送确认报文，以建立连接。而HostA收到报文后，由于其没有向HostB发起建立连接的请求，因此不会理睬HostB的确认，也不会向HostB发送数据。而此时的B认为已经建立起连接了，就等待HostA发送的数据，导致HostB的资源白白浪费！

另一种表述：

谢希仁版《计算机网络》中的例子:

"已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：

client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。

本来这是一个早已失效的报文段,但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。

于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。

假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。

由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送数据,但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。

这样，server的很多资源就白白浪费掉了。

采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。

例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认,server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。”

这个例子很清晰的阐释了“三次握手”对于建立可靠连接的意义。

TCP三次握手之打电话的例子：

　　A : 你好我是A，你听得到我在说话吗

　　B : 听到了，我是B，你听到我在说话吗

　　A : 嗯，听到了

　　建立连接，开始聊天！

四次挥手过程

为什么TCP协议终止链接要四次？

1、当主机A确认发送完数据且知道B已经接受完了，想要关闭发送数据口（当然确认信号还是可以发），就会发FIN给主机B。

2、主机B收到A发送的FIN，表示收到了，就会发送ACK回复。

3、但这是B可能还在发送数据，没有想要关闭数据口的意思，所以FIN与ACK不是同时发送的，而是等到B数据发送完了，才会发送FIN给主机A。

4、A收到B发来的FIN，知道B的数据也发送完了，回复ACK， A等待2MSL以后，没有收到B传来的任何消息，知道B已经收到自己的ACK了，A就关闭链接，B也关闭链接了。

通俗例子：

A:“喂，我不说了。”A->FIN_WAIT1

B:“我知道了。等下，上一句还没说完。Balabala…..”B->CLOSE_WAIT | A->FIN_WAIT2

B:”好了，说完了，我也不说了。”B->LAST_ACK

A:”我知道了。”A->TIME_WAIT | B->CLOSED

A等待2MSL,保证B收到了消息,否则重说一次”我知道了”,A->CLOSED