TCP与UDP的区别（什么是三次握手和四次挥手）

news2024/12/25 1:19:49

一、TCP和UDP是什么

二、TCP和UDP的区别

三、TCP协议三次握手

为什么是三次握手而不是两次握手？

在不可靠信道上建立可靠连接会产生什么问题呢？

四、四次挥手

为什么客户端需要等待超时时间？

总结：

我们日常生活中微信聊天，浏览网页，和你现在正在看的csdn 都是通过TCP和UDP这两种协议进行数据传输的。

TCP和UDP都工作在传输层，他们的目的都是在程序和程序之间传输数据（文本，视频，图片等）这些数据对于TCP和UDP来说都是一堆二进制数，那他们之间的区别是什么呢？

一、TCP和UDP是什么

TCP：
传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

UDP：
Internet 协议集支持一个无连接的传输协议，该协议称为用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）。UDP 为应用程序提供了一种无需建立连接就可以发送封装的 IP 数据包的方法。

是不是看懵了。。。。。。

其实我们可以将UDP当作我们平时写信来传输数据，而TCP就是打电话来传输数据。

那这两者有什么区别呢？

二、TCP和UDP的区别

上面我们说了，UDP->写信，TCP->打电话。这两者本质的区别就是写信是基于非连接的，打电话是基于连接的。也就是说UDP是基于非连接的，TCP是基于连接的。

写信的时候我们要考虑：

<1> 发出去的信对方是否收到；

<2> 信的内容是否完整；

<3> 发出去的信的顺序是否正确；

打电话的时候就没有上面的顾虑：

<1> 电话接通，建立连接。

<2> 互相通话，你说出去的话能及时的得到对方的回应。

<3> 结束通话。

通过对上面的理解我们来看下面的总结：

TCP面向连接，通过三次握手建立连接，四次挥手接除连接;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接，这种方式为UDP带来了高效的传输效率，但也导致无法确保数据的发送成功。
TCP是可靠的通信方式。通过TCP连接传送的数据，TCP通过超时重传、数据校验等方式来确保数据无差错，不丢失，不重复，且按序到达；而UDP由于无需连接的原因，将会以最大速度进行传输，但不保证可靠交付，也就是会出现丢失、重复等等问题。
TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流，由于连接的问题，当网络出现波动时，连接可能出现响应问题；UDP是面向报文的，UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低。
每一条TCP连接只能是点到点的；而UDP不建立连接，所以可以支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信，也就是可以同时接受多个人的包。

三、TCP协议三次握手

三次握手是建立连接的过程。

我们对比下图来看：

当客户端向服务端发起连接时，会先发一包连接请求数据（SYN），询问服务端能否建立连接，如果服务端同意建立连接，会回复客户端一个（SYN+ACK）包数据，客户端收到之后，回复一包（ACK）包，连接建立。

因为这个过程中互相发送了三包数据，所以称之为三次握手。

为什么是三次握手而不是两次握手？

服务端回复完SYN+ACK之后就建立连接，为了防止已失效的请求报文，突然又传到服务器引起错误。

假设用两次握手建立连接，客户端向服务器端发送了一个（SYN）A包，来请求建立连接，因为一些未知的原因A包未到达服务器，在中间某个网络结点产生了滞留，为了建立连接，客户端会重发（SYN）B包，这次B包正常送达，服务端回复（SYN+ACK）之后建立连接，两次握手完成。但是这时候A包阻塞的网络结点突然恢复，A包又送达到服务端，服务端以为客户端又发送了一次连接，在发送完（SYN+ACK）包之后进入等待数据状态。客户端认为是一个连接，但是服务端认为是两个连接，造成了状态不一致问题。

如果是三次握手的话，服务端接收到A包，回复（SYN+ACK）包之后会等待客户端的ACK包，如果等不到，连接建立失败。

三次握手目的就是在不可靠的信道上建立可靠的连接。

在不可靠信道上建立可靠连接会产生什么问题呢？

一包数据可能会被拆成多包发送，就会产生丢包问题，这些数据包到达的先后顺序不同，就会产生乱序问题。

为了解决这两个问题TCP为每一个连接建立了一个发送缓冲区，从建立连接后的第一个序列号为0，后面每个序列号依次加1，发送数据时，从发送缓冲区取一部分数据组成发送报文，在TCP头中会附带序列号和长度，接收端在收到数据后需要回复确认报文，确认报文中的ACK=接收序列号+长度=下一包数据发送的起始序列号。服务端根据序列号和长度重构出完整的数据，如果传输过程中有数据包丢失，服务端会要求客户端重发。