浅谈TCP/UDP
TCP(传输控制协议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。是专门为了在不可靠的互联网络上提供一个可靠的端到端字节流而设计的，面向字节流。
UDP(用户数据包协议User Datagram Protocol)：是OSI(Open System Interconnection，开放式系统互联)参考模型中一种无连接的传输层协议，提供面向操作的简单不可靠的非连接传输层服务，面向报文，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。
它们之间的区别：
- 1、tcp是基于连接的，可靠性高；udp是基于无连接的，可靠性较低；
- 2、由于tcp是连接的通信，需要有三次握手、重新确认等连接过程，会有延时，实时性差；同时过程复杂，也使其易于被攻击；而udp无连接，无建立连接的过程，因而实时性较强，也稍安全；
- 3、在传输相同大小的数据时，tcp首部开销20字节；udp首部开销只有8个字节，tcp报头比udp复杂，故实际包含的用户数据较少。tcp无丢包，而udp有丢包，故tcp开销大，udp开销较小；
- 4、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。
所以对于应用这方面：
如果对实时性要求高和高速传输的场合下需要使用udp；如果需要传输大量数据且对可靠性要求高的情况下应该使用tcp；在可靠性要求较低，追求效率的情况下应该使用udp。
对于tcp来说，既然需要面向连接，就会涉及到三个阶段：连接建立、数据传送、连接释放三个过程；而“三次握手”就发生在连接建立这个阶段，下面对三次握手和四次挥手解释一下：
三次握手：
- 第一次握手：客户端发送一个tcp的syn标志位置为1的包（连接请求），指明客户打算连接服务器的端口；
- 第二次握手：当服务器收到连接请求之后，返回确认包（ack）应答，即将syn和ack标志位同时致为1（授予连接），并为这次连接分配资源；
- 第三次握手：客户端收到服务器的授予连接请求之后，再次发送确认包（ack）（syn标志位为0，ack标志位为1），并分配资源，这样tcp就建立连接了。
四次挥手：
中断连接端可以是客户端也可以是服务端
假设是客户端发起的中断连接请求，则客户端发送fin报文，服务端接收到客户端发送的fin报文后，意思是说：“客户端已经没有数据要发送给你了”，但是这时候如果服务端有数据没有发送完成，则不必着急关闭socket，可以继续发送数据，所以服务端先发送ack，告诉客户端，收到了客户端刚才的关闭连接请求，但是服务端还没有准备好，还有数据没有发送完，所以请客户端继续等我的消息，这个时候客户端就进入了fin_wait状态，继续等待服务端的fin报文；当服务端确定已经发送完数据后，则向客户端发送fin报文，告诉客户端已经发送完数据，可以关闭连接了；当客户端接收到服务端的fin报文后，就知道可以关闭连接了，但是还是不相信网络，怕服务端不知道要关闭，所以客户端发送ack给服务端后进入了time_wait状态，如果服务端没有收到ack则可以重传；服务端收到ack后，就知道可以关闭连接了；当服务端等待了2msl后依然没有收到回复，则证明服务端已经正常关闭了，那客户端也会关闭连接了，就这样，tcp连接就完成了关闭。
四次挥手简化为下面：
由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
- （1） TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送。
- （2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
- （3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端。
- （4） 客户端发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。
相关词语含义：
位码即tcp标志位，有6种标示：SYN(synchronous建立联机) ACK(acknowledgement 确认) PSH(push传送) FIN(finish结束) RST(reset重置) URG(urgent紧急)Sequence number(顺序号码) Acknowledge number(确认号码)
在TCP层，有个FLAGS字段，这个字段有以下几个标识：SYN, FIN, ACK, PSH, RST, URG.
其中，对于我们日常的分析有用的就是前面的五个字段。
它们的含义是：
- SYN(synchronous建立联机)—-表示建立连接，
- FIN(finish结束)—-表示关闭连接，
- ACK(acknowledgement 确认)—-表示响应，
- PSH(push传送)—-表示有 DATA数据传输，
- RST(reset重置)—-表示连接重置。
TCP与UDP基本区别
1.基于连接与无连接
2.TCP要求系统资源较多，UDP较少；
3.UDP程序结构较简单
4.流模式（TCP）与数据报模式(UDP);
5.TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
6.TCP保证数据顺序，UDP不保证
UDP应用场景：
1.面向数据报方式
2.网络数据大多为短消息
3.拥有大量Client
4.对数据安全性无特殊要求
5.网络负担非常重，但对响应速度要求高
具体编程时的区别
1.socket()的参数不同
2.UDP Server不需要调用listen和accept
3.UDP收发数据用sendto/recvfrom函数
4.TCP：地址信息在connect/accept时确定
5.UDP：在sendto/recvfrom函数中每次均 需指定地址信息
6.UDP：shutdown函数无效
编程区别
通常我们在说到网络编程时默认是指TCP编程，即用前面提到的socket函数创建一个socket用于TCP通讯，函数参数我们通常填为SOCK_STREAM。即socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)，这表示建立一个socket用于流式网络通讯。
SOCK_STREAM这种的特点是面向连接的，即每次收发数据之前必须通过connect建立连接，也是双向的，即任何一方都可以收发数据，协议本身提供了一些保障机制保证它是可靠的、有序的，即每个包按照发送的顺序到达接收方。
而SOCK_DGRAM这种是User Datagram Protocol协议的网络通讯，它是无连接的，不可靠的，因为通讯双方发送数据后不知道对方是否已经收到数据，是否正常收到数据。任何一方建立一个socket以后就可以用sendto发送数据，也可以用recvfrom接收数据。根本不关心对方是否存在，是否发送了数据。它的特点是通讯速度比较快。大家都知道TCP是要经过三次握手的，而UDP没有。
基于上述不同，UDP和TCP编程步骤也有些不同，如下：
TCP:
TCP编程的服务器端一般步骤是：
1、创建一个socket，用函数socket()；
2、设置socket属性，用函数setsockopt(); * 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
4、开启监听，用函数listen()；
5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；
6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
7、关闭网络连接；
8、关闭监听；
TCP编程的客户端一般步骤是：
1、创建一个socket，用函数socket()；
2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；
5、连接服务器，用函数connect()；
6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
7、关闭网络连接；
UDP:
与之对应的UDP编程步骤要简单许多，分别如下：
UDP编程的服务器端一般步骤是：
1、创建一个socket，用函数socket()；
2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();
4、循环接收数据，用函数recvfrom();
5、关闭网络连接；
UDP编程的客户端一般步骤是：
1、创建一个socket，用函数socket()；
2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选
3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选
4、设置对方的IP地址和端口等属性;
5、发送数据，用函数sendto();
6、关闭网络连接；
TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输，而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。
UDP补充：
UDP不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻，立刻按照原样发送到网络上的一种机制。即使是出现网络拥堵的情况下，UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外，传输途中如果出现了丢包，UDO也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制，那么不得不交给由采用UDO的应用程序去处理。换句话说，UDP将部分控制转移到应用程序去处理，自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制，但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。
TCP补充：
TCP充分实现了数据传输时各种控制功能，可以进行丢包的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外，TCP作为一种面向有连接的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。TCP通过检验和、***、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。
TCP与UDP区别总结：
1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保 证可靠交付
3、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;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（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道
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