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什么是TCP和UDP协议？

IP是网络层协议，面向无连接，即无需与目的主机建立连接，可以直接发送数据。主要目的就是为了提高数据传输效率，至于目标主机是否收到或数据是否丢失，IP协议并不负责，由上一层传输层进行可靠性控制。

传输层两个重要协议分别是TCP和UDP，传输层并不都是负责可靠性的，具体要看使用哪一种协议。TCP是面向连接的可靠性传输，UDP是非面向连接的不可靠传输。

例如，TCP是一个负责任的快递，将货物送达要等待收件人打开货物并确认签字，而UDP只负责将货物放到家门口，也不会通知你，至于包裹发错、丢失和UDP都没有关系。

端口

在传输层协议中，一定要理解什么是端口，这里的端口是指逻辑上的端口，而非交换机、路由器等物理端口。端口号一共是65536个，编号为0~65535，一般平时编程测试使用1024以后端口，因为0~1023被知名的程序软件占用了，比如常见的SSH是22端口，http网站默认80端口，ftp文件传输为443端口。

为什么要用端口，比如有一个城堡，城堡里面有很多门，不同的门有不同的功能，正门是统治阶级贵族使用，还有普通工作人员的入口，还有垃圾处理的通道，还有秘密逃生通道，不同的通道有不同功能。

对于计算机来说，接收到一个字符串“Hello World!”，那么这个应该是QQ接收还是微信接收，所以发送信息时，还要指定目标主机的端口，我们的数据是发送给哪个服务的。

三次握手建立连接

三次握手是TCP协议，需要和目标服务器通信前建立连接，否则，服务器地址错误或者服务器未开机，直接发送数据就会造成丢失。

比如，我要和小明借钱，但是要先铺垫一下。“小明，你好啊，吃了吗，我有点小事不知当讲不当讲。”，小明很热情，“咱们都是兄弟，有啥不能讲，有困难尽管提！”，“好吧，我这个月工作绩效不好，借我点钱还房贷。”……

这就是三次握手建立连接的过程。

比如，我们是客户机，要给服务器发送数据，比如服务器IP为192.168.1.10，端口是8080。

第一步：SYN为同步位，确认ACK初始为0，seq为传送数据时第一个数据字节序号x。

第二步：服务器应答同步SYN=1，确认ACK=1，确认号ack=x+1，自己的序列seq=y。

第三步：客户机表示我收到了服务器的应答，而后，双方就可以愉快的通信了。

因此，也可以看出TCP协议建立连接的过程导致了效率降低，在很多实时性要求较高的领域，比如实时音视频聊天大多采用UDP协议，即时某个时刻网络较差，导致音频有干扰，视频不清晰，对双方影响都不是很大。要根据实际情况进行协议选择。

四次握手释放连接

一旦数据传输结束，通信双方都可以主动释放连接。

比如，客户端A先要关闭连接：

第一步：发送FIN=1，seq=u，等待服务器B的确认，自己要关闭连接。

第二步：服务器进行确认ACK=1，确认号ack=u+1。自己的报文序号seq=v。

第三步：B也要向A发送FIN表明自己也要关闭，ack=u+1，因为A并没有继续发送数据。

第四步：A要向B发出确认ACK=1。

双方经过2MSL（Maximum Segment Lifetime 报文最大生存时间）后才真正释放连接。

简单来说，男女双方煲电话粥，A说，没什么事我要挂了，B先说，“好的”，对A的信息进行确认，然后再向A发一条消息，“我也要挂了”。然后A要进行确认，“OK，没问题。”，而后，双方静静等待30s，没有人再说话，同时按下关闭键，结束通话。

TCP流量控制和拥塞控制

很多时候，我们都认为数据传输越快越好，然而，如果速度过快，接收方处理不及时就可能会造成信息丢失。因此，TCP通过滑动窗口机制控制流量。TCP采用一个计时器，如果对方发送零窗口通知，TCP就等待一个时间，直至对方有空闲窗口再发送数据。

就像我们养了一条很能吃的松树，我们喂给松树一碗松果，10分钟后查看一下，如果松果没了继续添加满一碗，如果松果没有吃完，证明松树现在不饿，暂时不需要添加新的松果。

拥塞控制就是要考虑现实的网络性能，如果需要传输的信息量特别大，要消耗巨大的网络资源，超出现有网络负载能力。TCP拥塞控制会采用慢启动方式，不要一开始就传递巨量的数据。

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