1. TCP、UDP & TCP/IP

首先要明確TCP協議、UDP協議與TCP/IP體系結構的關系

TCP/IP體系有應用層、傳輸層、網際層和網絡接口層。四層結構，每一層都有不同的網絡協議。

應用層

HTTP 超文本傳輸協議（萬維網的基本協議）

FTP 簡單文件傳輸協議

Telnet 遠程登錄協議 提供遠程訪問其他主機功能，允許用戶登錄

SNMP 簡單網絡管理協議 提供監控網絡設備的方法，配置管理、統計信息收集，性能管理以及安全管理

網際層

IP協議 Internet協議

ICMP協議 控制信息協議

ARP協議 地址解析協議

RARP協議 反向地址解析協議

網絡接口層

網絡訪問層又稱作主機到網絡層（host-to-network）。網絡訪問層的功能包括IP地址與物理地址硬件的映射，以及將IP封裝成幀?；诓煌布愋偷木W絡接口，網絡訪問層定義了和物理介質的連接。

所以TCP/IP體系是一個協議簇，而TCP協議、UDP協議僅僅是傳輸層的兩種不同的傳輸協議。

2.TCP&UDP

TCP（Transmission Control Protocol，傳輸控制協議） 是面向連接的協議，也就是說，在收發數據前，必須和對方建立可靠的連接。一個TCP連接必須要經過三次“對話”才能建立起來，其中的過程非常復雜，只簡單的描述下這三次對話的簡單過程：

主機A向主機B發出連接請求數據包：“我想給你發數據，可以嗎？”

主機B向主機A發送同意連接和要求同步（同步就是兩臺主機一個在發送，一個在接收，協調工作）的數據包：“可以，你什么時候發？”

主機A再發出一個數據包確認主機B的要求同步：“我現在就發，你接著吧！”

三次“對話”的目的是使數據包的發送和接收同步，經過三次“對話”之后，主機A才向主機B正式發送數據。

UDP（User Data Protocol，用戶數據報協議）

UDP是一個非連接的協議，傳輸數據之前源端和終端不建立連接，當它想傳送時就簡單地去抓取來自應用程序的數據，并盡可能快地把它扔到網絡上。在發送端，UDP傳送數據的速度僅僅是受應用程序生成數據的速度、計算機的能力和傳輸帶寬的限制；在接收端，UDP把每個消息段放在隊列中，應用程序每次從隊列中讀一個消息段。

由于傳輸數據不建立連接，因此也就不需要維護連接狀態，包括收發狀態等，因此一臺服務機可同時向多個客戶機傳輸相同的消息。

UDP信息包的標題很短，只有8個字節，相對于TCP的20個字節信息包的額外開銷很小。

吞吐量不受擁擠控制算法的調節，只受應用軟件生成數據的速率、傳輸帶寬、源端和終端主機性能的限制。

UDP使用盡最大努力交付，即不保證可靠交付，因此主機不需要維持復雜的鏈接狀態表（這里面有許多參數）。

UDP是面向報文的。發送方的UDP對應用程序交下來的報文，在添加首部后就向下交付給IP層。既不拆分，也不合并，而是保留這些報文的邊界，因此，應用程序需要選擇合適的報文大小。

TCP與UDP的區別：

1. 基于連接與無連接；

2. 對系統資源的要求（TCP較多，UDP少）；

3. UDP程序結構較簡單；

4. 流模式與數據報模式 ；

5. TCP保證數據正確性，UDP可能丟包，TCP保證數據順序，UDP不保證。

TCP建立連接要進行3次握手，而斷開連接要進行4次

連接的三次握手

1 主機A通過向主機B 發送一個含有同步序列號的標志位的數據段給主機B ，向主機B 請求建立連接，通過這個數據段，主機A告訴主機B 兩件事：

我想要和你通信;

你可以用哪個序列號作為起始數據段來回應我。

2 主機B 收到主機A的請求后，用一個帶有確認應答（ACK）和同步序列號（SYN）標志位的數據段響應主機A，也告訴主機A兩件事：

我已經收到你的請求了，你可以傳輸數據了;

你要用哪個序列號作為起始數據段來回應我

3 主機A收到這個數據段后，再發送一個確認應答，確認已收到主機B 的數據段：”我已收到回復，我現在要開始傳輸實際數據了

這樣3次握手就完成了，主機A和主機B 就可以傳輸數據了。

3次握手的特點

沒有應用層的數據

SYN這個標志位只有在TCP建產連接時才會被置1

握手完成后SYN標志位被置0

斷開的四次握手

1 當主機A完成數據傳輸后，將控制位FIN置1，提出停止TCP連接的請求

2 主機B收到FIN后對其作出響應，確認這一方向上的TCP連接將關閉，將ACK置1

3 由B 端再提出反方向的關閉請求，將FIN置1

4 主機A對主機B的請求進行確認，將ACK置1，雙方向的關閉結束。

FIN 發送端完成發送任務位，當TCP完成數據傳輸需要斷開時，提出斷開連接的一方將這位置1

ACK： TCP報頭的控制位之一，對數據進行確認。確認由目的端發出，用它來告訴發送端這個序列號之前的數據段都收到了。比如，確認號為X，則表示前X-1個數據段都收到了。

當ACK=1時，確認號才有效

當ACK=0時，確認號無效，這時會要求重傳數據，保證數據的完整性。

SYN 同步序列號，TCP建立連接時將這個位置1

由TCP的三次握手和四次斷開可以看出，TCP使用面向連接的通信方式，大大提高了數據通信的可靠性，使發送數據端和接收端在數據正式傳輸前就有了交互，為數據正式傳輸打下了可靠的基礎。

TCP的包頭結構：

這樣我們得出了TCP包頭的最小長度，為20字節。

UDP的包頭結構：