Linux网络（一）---- TCP/UDP的区别和联系
TCP/IP 简介
- TCP/IP 协议叫做 传输控制/网际协议，又叫网络通信协议
- TCP/IP 虽然叫 传输控制协议(TCP) 和 网际协议(IP) ，但是实际上是一组协议，包含 ICMP、RIP、ARIP、SMTP、TFTP、FTP、TELENET等。
- 从协议分层模型上来讲，TCP/IP 协议包括四层：应用层，传输层，网络层，网络访问层
- 其中应用层包括：
| 协议 | 名称 | 描述 |
|---|---|---|
| HTTP | 超文本传输协议 | 万维网的基本协议 |
| FTP | 文件传输 | 文件传输协议 |
| TFTP | 文件传输 | 简单文件传输协议 |
| SNMP | 简单网络管理协议 | 该协议提供了监控网络设备的方法，以及配置管理，统计信息收集，性能管理及安全管理等 |
| TELENET | 远程登陆 | 提供远程访问其他主机功能，它允许用户登录 internet 主机，并在这台主机上执行命令 |
| DNS | 域名系统 | 该系统用于在 Internet 中将域名及其公共广播的网络节点转换成 IP 地址 |
- 其中网络层包括：
| 协议 | 名称 |
|---|---|
| IP | 网际协议 |
| ICMP | Internet 控制信息协议 |
| ARP | 地址解析协议 |
| RARP | 反向地址解析协议 |
- 下面才是重头戏，介绍 TCP 和 UDP，但是我们需要注意
TCP/IP != TCP，我们需要弄清楚 TCP 协议 和 UDP 协议与 TCP/IP 协议的联系- TCP/IP 是一个协议族，里面包含很多协议。TCP、UDP只是其中之一。之所以命名为 TCP/IP 协议，因为 TCP 和 IP 协议是两个非常重要的协议。
TCP — 传输控制协议(Transmission Control Protocol)
1.TCP 简介
- 提供的是面向连接、可靠的字节流服务
- 当客户端与服务端交换数据之前，必须现在双方之间建立一个 TCP 连接，之后才能传输数据。
- TCP 提供超时重发，丢弃重复数据、检验数据、流量控制等功能，保证数据从一端到另一端
- 总而言之，有效流控，全双工通信，多路复用，面向连接的端到端传输
- 也就是说，在收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“握手”才能建立起来，其中的过程非常复杂，三次“握手”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“握手”之后，主机A才向主机B正式发送数据。
2. 三次握手和四次挥手
详细讲解请参阅伤脑筋的TCP的三次握手和四次挥手
3. 数据报格式
TCP首部最小长度为20字节
[控制位信息]
- ACK：对数据进行确认，确认由接收端发出，用来告诉发送端这个***之前的数据段都收到了。比如：此时确认号为 x ，那么表示前 x-1 个数据段都收到了。只有当 ACK = 1 时，确认号才有效；当 ACK = 0 时，确认号无效，这时会要求重传数据，保证数据的完整性
- SYN：同步***，主要用于 TCP 建立连接（三次握手）时，将该位置1
- FIN：主要用于释放连接，当 TCP 完成数据传输需要断开时，提出断开连接的一方将该位置为1
[支持协议]
Telnet（远程登陆）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）。TCP 用于传输数据量大，可靠性要求高的应用。
UDP — 用户数据报协议(User Data Protocol)
1.UDP 简介
UDP 是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP 不提供可靠性，它只是把应用程序传给 IP 层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能够到达目的地。由于 UDP 在传输数据时不用在客户端和服务端建立一个连接，而且没有超时重发等机制，故而传输速度很快。
2.UDP 特点
- UDP 是无连接的，即通信时不需要创建连接，所以减少了开销和发送数据前的时延
- UDP 采用最大努力交付，不保证可靠交付，因此主机不需要维护复杂的连接状态
- UDP 是面向报文的，只在应用层交下来报文前增加了首部就交付给 IP 层
- UDP 是无阻塞控制的，即时网络中存在阻塞，也不会影响发送端的发送频率
- UDP 支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
- UDP 的首部开销小，只有 8 个字节，它比 TCP 的 20 字节的首部要短
我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。
3. 数据报格式
4. UDP 支持的协议
NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（域名系统）、TFTP（简单文件传输协议）
【注意】FTP 使用的是 TCP 协议
TCP vs UDP
区别
- TCP 是面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议；UDP 是无连接的，不可靠的，面向报文的传输层协议
- TCP 是面向连接的通信，需要有三次握手等连接过程，会有延时，实时性较差，同时过程复杂，也使其易于攻击；UDP 没有建立连接的过程，因而实时性较强，也稍安全
- 在传输相同大小数据时，TCP 首部开销 20 字节；UDP 首部开销 8 字节，TCP 首部比 UDP 复杂，故实际包含的用户数据较少。TCP 在 IP 协议的基础上添加了 序号机制、确认机制、超时重传机制等，保证了传输的可靠性，不会出现丢包、重复、乱序，而 UDP 有丢包，故 TCP 开销大，UDP 开销小
- 每条 TCP 连接只能是点到点的；UDP 支持一对一，一对多，多对一，多对多的交互通信
应用场景选择
- 对实时性要求高和高速传输的场合下使用 UDP；在可靠性要求低，追求效率的情况下使用 UDP
- 需要传输大量数据且对可靠性要求高的情况下使用 TCP
支持的协议
- TCP：Telnet (远程登录)、FTP (文件传输协议)、SMTP (简单邮件传输协议)、HTTP (万维网协议)
- UDP：TFTP (简单文件传输协议)、DNS (域名系统)、NFS (网络文件系统)、SNMP (简单网络管理协议)