TCP 和 UDP 协议详解

news2025/1/19 21:35:29

文章目录

  • 1 概述
  • 2 TCP 协议
    • 2.1 报文格式
    • 2.2 三次握手,建立连接
    • 2.3 四次挥手,断开连接
    • 2.4 窗口机制
  • 3 UDP 协议
    • 3.1 传输头格式
  • 4 扩展
    • 4.1 常用端口号
    • 4.2 TCP 与 UDP 区别

1 概述

传输层协议
TCP:Transmission Control Protocol,传输控制协议,面向连接,可靠
UDP:User Datagram Protocol,用户数据报协议,无连接,不可靠
目的:在程序之间传输数据

2 TCP 协议

2.1 报文格式

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  • 蓝色背景为重点了解部分
  • (1)源端口(16 位):数据从哪里来
  • (2)目标端口(16 位):数据到哪里去
  • (3)序号(32 位,seq):TCP 将要传输的每个字节都进行编号,序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的编号,序号可以保证传输信息的有效性。比如:一个报文段的序号为 300,此报文段数据部分共有 100 字节,则下一个报文的序列号为 401
  • (4)确认号(32 位,ack):
    • 表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到
    • 指明下一个期待收到的序号(ack = seq + 1)
  • (5)首部长度(4 位):表示该 TCP 头部有多少个 32 位(有多少个 4 字节)
  • (6)保留字段(6 位):未用,所有实现必须把这个字段置全 0
  • (7)标志字段(6 位):为 1 时,有效
    • URG:紧急指针有效
    • ACK:接收序号有效
    • PSH:推进功能有效
    • RST:连接复位为初始状态,通用用于连接故障后的恢复
    • SYN:对序号同步,用于连接的建立
    • FIN:数据发送完,连接可以释放
  • (8)窗口(16 位):为流控分配的信息量
  • (9)校验和(16 位):段中所有 16 位字按模 2 16 − 1 2^{16} - 1 2161 相加的和,然后取 1 的补码
  • (10)紧急指针(16 位):从发送顺序号开始的偏置值,指向字节流的一个位置,此位置之前的数据是紧急数据
  • (11)选项:目前只有一个任选项,即建立连接时指定的最大段长

2.2 三次握手,建立连接

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2.3 四次挥手,断开连接

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2.4 窗口机制

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3 UDP 协议

3.1 传输头格式

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4 扩展

4.1 常用端口号

  • 0 ~ 1023:系统端口,这些端口只有系统特许的进程才能使用
  • 1024 ~ 5000:临时端口,一般的应用程序使用
  • 5001 ~ 65535:服务器(非特权)端口,用来给用户自定义端口
常用端口号应用说明
20FTPFile Transfer Protocol,文件传输协议,用于 数据传输
21FTPFile Transfer Protocol,文件传输协议,用于 控制信息和数据能够同时传输
80HTTPHyper Text Transport Protocol,超文本传输协议

4.2 TCP 与 UDP 区别

TCPUDP
是否连接面向连接无连接
传输可靠性可靠的不可靠的
应用场景传输大量数据传输少量数据
速度

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