计算机网络将网络共分为五层：物理层，数据链路层，网络层，运输层以及应用层。TCP和UDP是运输层上两个重要的协议。许多应用层上的协议都是依赖这两个协议，因此弄明白TCP和UDP还是比较必要的。
UDP：用户数据报协议
他的特点就是速度快，无需建立连接，没有连接状态，并且首部字段的开销小。
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速度快：没有三次握手，拥塞控制等额外的开销。一有数据就会直接发送。
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无需建立连接：服务器与客户端无需建立连接就可以发送数据。
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没有连接状态：不会像TCP一样维护发送缓存接收缓存，拥塞控制，流量控制等连接状态。
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首部字段开销小：首部字段包括源端口号，目的端口号，长度以及校验和共8个字节。其中，校验和用于在一定程序上保证传输的准确性。校验和的实现思路：发送端对源端口号 + 目的端口号 + 长度 并进行取反，那么在接收端通过校验和 + 源端口号 + 目的端口号 + 长度的最终结果是否全为1来判断数据是否发生改变。虽然说UDP存在校验和，但它并不能保证数据的准确传输，也没有对数据传输的差错恢复能力以及重传机制。
TCP：传输控制协议
与UDP不同，TCP是面向连接的协议，TCP的头部共占20个字节。TCP在进行数据传输前要先进行连接，就是三次握手。
首先客户端像服务器发送特殊的不包含任何数据的SYN报文段，服务器在收到后对客户端返回SYN + ACK报文段告诉客户端我已经收到你的数据并同意进行连接，此时服务端会分配socket套接字等资源。当客户端收到该报文段后向服务器发送ACK报文段，告诉服务端我已经收到了你发送过来的消息并同意建立连接。此时连接建立可以发送数据。
当数据发送完毕需要关闭连接时，需要进行四次挥手。
首先客户端向服务器发送FIN报文段，当服务端收到FIN报文段时向客户端返回ACK报文段。此时，服务端再向客户端发送FIN报文段表示我也要关闭连接了，当客户端收到FIN报文段时向服务器返回ACK报文段。
- 但是在这个过程中，客户端在发送ACK报文段后需要等待2MSL（一条消息能够在网络中存在的最长时间）的时间再关闭socket连接。原因：客户端发给服务端的ACK报文可能丢失，此时服务端需要重发FIN报文。*
TCP的一些其他特性：
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传输的有效性：TCP是通过序号和确认号来保证传输的有效性，TCP会对报文进行拆分，而序号就是被拆分报文的编号，而确认号就是我希望下次收到的报文的序号。TCP通过一问一答的形式来保证传输的有效性。但是，这样的性能肯定是不高的，所以在TCP中引入了窗口的概念，即在一个窗口下，所有的报文无需等待回复就可以进行直接发送，这也就是所说的传输控制。
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流量控制：因为TCP是全双工的协议，所以没有部分既可以作为发送端也可以作为接收端。在接受端和发送端中分别存在接受缓存和发送缓存。当消息到达接受端后并不会立马进行处理，而是等待操作系统分配时间片，等操作系统空闲了在进行处理。在发送端会定期向接收端发送一个窗口探测包，接收端接受到后来告诉发送端数据发送的频率。
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拥塞控制：拥塞控制主要包括三部分，分别是慢启动，拥塞避免以及快速恢复。当开始发送数据时，先发送一个报文段，此后所发送的报文段进行指数增长，如果判断为网络拥堵则发送报文段的个数变为原来的一半。此时，进入拥塞控制状态，在拥塞控制状态下，所发送的报文段一次增加1，当再次网络拥堵时，则进入快速恢复状态，此时，所发送的数据量变为原来的一半，再依次以1为步长进行增长。如果此时还是网络拥堵，那么则转为慢启动状态。
网络拥堵的判断：发送方连续接收到三次冗余的确认号。
TCP的其他问题：SYN洪泛攻击
在进行三次握手时，如果服务器在接受到客户端的SYN报文段并向客户端发送SYN+ACK报文段后，此时服务器已经分配了socket套接字资源，而此时如果客户端没有向服务器返回ACK确认报文段，此时服务器就会处于一个半连接的状态。如果短时间内服务器收到非常多类似的报文，就会造成服务器开销过大。
解决方法：使用syn cookie，即当服务器手段syn报文段后并不立即分配资源，而是通过源端口号目的端口号，源IP地址目的IP地址形成一个序列号将这个序列号发送给客户端，如果不是攻击者就会返回ACK报文，此时服务器分配资源。如果是攻击者就不会返回ACK报文。
