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TCP和UDP区别
- TCP（传输控制协议）：可靠，接不到可以重新传，速度慢
- UDP（用户数据报协议）：不可靠，接不到不会重新传输，速度快
TCP协议介绍
- TCP是面向连接的、可靠的进程到进程通信的协议。
- 在真正传输数据之前，要打通传输数据的通道，A和B先建立连接。
- TCP是全双工服务，即数据可在同一时间双向传输。
TCP特性
- 工作在传输层
- 面向连接协议
- 全双工协议
- 半关闭
- 错误检查
- 将数据打包成段，排序
- 确认机制
- 数据恢复，重传
- 流量控制，滑动窗口
TCP报文格式
端口号
系统当中每打开一个进程，会分配pid（系统中的编号，方便管理），其次会分配一个端口号。
端口号作用：确定进程
端口号分类：
- 规定好的，知名端口号。（80、443人为规定）
- 系统随机规定（客户端访问服务端，系统会自动随机分配一个端口号）
- 人类自由使用
各字段详解
源端口、目标端口：计算机上的进程要和其他进程通信是要通过计算机端口的，而一个计算机端口某个时刻只能被一个进程占用，所以通过指定源端口和目标端口，就可以知道是哪两个进程需要通信。源端口、目标端口是用16位表示的，可推算计算机的端口个数为2^16个,即 65536（0-65535）（端口的作用就是用来唯一标识这个进程，源端口号是这个包是从哪里来,目的端口号是这个包要去哪里）
序列号（seq）：表示本报文段所发送数据的第一个字节的编号。在TCP连接中所传送的字节流的每一个字节都会按顺序编号。
确认号（ack）：表示接收方期望收到发送方下一个报文段的第一个字节数据的编号。（告诉发送方，希望发送方下次发送的数据的第一个字节数据的编号是此确认号，确定传输是否有问题。）
数据偏移／首部长度：表示TCP报文段的首部长度，共4位，由于TCP首部包含一个长度可变的选项部分，需要指定这个TCP报文段到底有多长。（TCP报文的长度）
控制位：来决定A和B目前处于什么状态，一共11种状态。（双方处于什么状态，由控制位来决定。）
- URG（紧急位）：表示本报文段中发送的数据是否包含紧急数据。后面的紧急指针字段只有当URG=1时才有效。（URG为1，紧急指针才有效）
- ACK（确认位）：表示前面确认号字段是否有效。只有当ACK=1时，前面的确认号字段才有效。TCP规定，连接建立后，ACK必须为1,带ACK标志的 TCP报文段称为确认报文段。（ACK=1，A已经和B建立连接）
- PSH（急切位）：提示接收端应用程序应该立即从 TCP接收缓冲区中读走数据，为接收后续数据腾出空间。如果为1，则表示对方应当立即把数据提交给上层应用，而不是缓存起来，如果应用程序不将接收到的数据读走，就会一直停留在TCP接收缓冲区中。（优先级，急切的数据先走）
- RST（重置位）：如果收到一个RST=1的报文，说明与主机的连接出现了严重错误（如主机崩溃），必须释放连接，然后再重新建立连接。或者说明上次发送给主机的数据有问题，主机拒绝响应，带RST标志的TCP报文段称为复位报文段。（与主机连接出问题或发给主机的数据有问题，需重新建立连接）
- SYN（同步位）：在建立连接时使用，用来同步序号。
当SYN=1，ACK=0时，表示这是一个请求建立连接的报文段；当SYN=1，ACK=1时，表示对方同意建立连接。SYN=1，说明这是一个请求建立连接或同意建立连接的报文。只有在前两次握手中SYN才置为1，带SYN标志的TCP报文段称为同步报文段。（SYN=1，A想和B建立连接） - FIN（断开位）：表示通知对方本端要关闭连接了，标记数据是否发送完毕。如果FIN=1，即数据已经发送完毕，可以释放连接了。带FIN标志的TCP报文段称为结束报文段。（数据发送好，可以释放连接。FIN=1，A和B断开连接）
窗口大小：表示现在允许对方发送的数据量，也就是告诉对方，从本报文段的确认号开始允许对方发送的数据量，达到此值，需要ACK确认后才能再继续传送后面数据。
校验和：提供额外的可靠性紧急指针，标记紧急数据在数据字段中的位置。
11种状态
| 状态 | 详解 |
|---|---|
| CLOSED | 没有任何连接状态 |
| LISTEN | 侦听状态，等待来自远方TCP端口的连接请求 |
| SYN-SENT | 在发送连接请求后，等待对方确认 |
| SYN-RECEIVED | 在收到和发送一个连接请求后，等待对方确认 |
| ESTABLISHED | 代表传输连接建立，双方进入数据传送状态 |
| FIN-WAIT-1 | 主动关闭,主机已发送关闭连接请求，等待对方确认 |
| FIN-WAIT-2 | 主动关闭,主机已收到对方关闭传输连接确认，等待对方发送关闭传输连接请求 |
| TIME-WAIT | 完成双向传输连接关闭，等待所有分组消失 |
| CLOSE-WAIT | 被动关闭,收到对方发来的关闭连接请求，并已确认 |
| LAST-ACK | 被动关闭,等待最后一个关闭传输连接确认，并等待所有分组消失 |
| CLOSING | 双方同时尝试关闭传输连接，等待对方确认 |
常见的端口号及其功能
| 端口 | 协议 | 说明 |
|---|---|---|
| 21 | FTP | FTP服务器所开发的控制端口 |
| 23 | TELENT | 用于远程登录，可远程控制管理目标计算机 |
| 80 | HTTP | 超文本传输协议 |
TCP三次握手
三次握手过程
当PC1想和PC2建立起连接，将连接信息写入报文。
- 1.PC1会发送一个建立连接的请求报文：
- 报文的序号（seq=x）
- 同步位（SYN=1）
- 2.当PC2收到消息后需要回复一个报文：
- 报文的序号（seq=y）
- ack确认号（希望对方下一次发送x+1序号的报文给自己，ack=x+1）
- 控制位SYN=1,ACK=1，PC2同意建立连接
- 3.收到PC2同意建立连接的报文后：
- 会发送一个x+1报文（seq=x+1）
- 会告诉对方希望下次发送y+1的序号报文给我（ack=y+1）
- 最后将ACK=1封装进去
为什么是三次握手
三次握手的过程是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的过程。 为了实现可靠数据传输，TCP协议的通信双方，都必须维护一个序列号，来标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方收到的。
如果只是两次握手，最多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认。
TCP四次挥手
四次挥手过程
- PC1向PC2发送请求断开连接的报文：
- 报文的序号（seq=u）
- 请求断开连接（FIN=1）
- 目前仍处于连接状态（ACK=1）
- PC2收到请求后回复一个报文：
- 报文的序号（seq=v）
- ack确认号（ack=u+1）
- 仍在连接状态，收到了请求（ACK=1）
- 此时处于半关闭状态，PC2处理未完成数据
- 当PC2处理完数据想断开连接，给PC1发送一个报文：
- 报文的序号（seq=w）
- ack确认号（希望下一次回复u+1序号的报文，ack=u+1）
- 想要断开连接（FIN=1）
- 仍在连接状态，收到报文（ACK=1）
- 收到PC2想要断开连接的报文后：
- 会发送一个u+1报文（seq=u+1）
- ack确认号（ack=w+1）
- 仍在连接状态，收到确认断开连接（ACK=1）
UDP协议介绍
- 无连接、不可靠的传输协议
- 花费的开销小
UDP报文首部格式
UDP长度：用来指出UDP报文总长度，首部加上数据。
校验和：用来完成对UDP数据的差错校验。
常用的UDP端口号：
TFTP（端口号：69）：简单文件传输协议
RPC（端口号：111）：远程过程调用
总结
TCP报文六个控制位：URG（紧急位）、ACK（确认位）、PSH（急切位）、RST（重置位）、SYN（同步位）、FIN（断开位）
TCP三次握手过程：
