TCP和UDP原理
1. 端口
每个应用程序进出网络都需要经过一个唯一端口，通过端口号来识别数据交由哪个应用程序处理
服务器：固定端口号（TCP 80）
客户端：1024以上随机端口
常见知名端口号：
TCP80 HTTP 超文本传输协议
TCP20 21 FTP 文件传输协议
TCP23 TELNET 远程登录
TCP25 SMTP 简单邮件传输协议
UDP53 DNS 域名解析协议
TCP443 HTTPS HTTP over SSL
2.TCP原理
TCP的建立连接
TCP运输连接有以下三个阶段：
- 建立TCP连接，也就是通过三报文握手来建立TCP连接。
- 数据传送，也就是基于已建立的TCP连接进行可靠的数据传输。
- 释放连接，也就是在数据传输结束后，还要通过四报文挥手来释放TCP连接。
TCP的运输连接管理就是使运输连接的建立和释放都能正常的进行。
2.1 TCP头部封装格式
源端口: 占16比特，写入源端口号，用来 标识发送该TCP报文段的应用进程。 目的端口： 占16比特，写入目的端口号，用来标识接收该TCP报文段的应用进程。
序号: 占32比特，取值范围[0,2^32-1]，序号增加到最后一个后，下一个序号就又回到0。指出本TCP报文段数据载荷的第一个字节的序号。
确认号： 占32比特，取值范围[0,2^32-1]，确认号增加到最后一个后，下一个确认号就又回到0。指出期望收到对方下一个TCP报文段的数据载荷的第一个字节的序号，同时也是对之前收到的所有数据的确认。若确认号=n，则表明到序号n-1为止的所有数据都已正确接收，期望接收序号为n的数据。
确认标志位ACK： 取值为1时确认号字段才有效；取值为0时确认号字段无效。TCP规定，在连接建立后所有传送的TCP报文段都必须把ACK置1。
数据偏移: 占4比特，并以4字节为单位。用来指出TCP报文段的数据载荷部分的起始处距离TCP报文段的起始处有多远。这个字段实际上是指出了TCP报文段的首部长度。
窗口： 占16比特，以字节为单位。指出发送本报文段的一方的接收窗。
同步标志位SYN： 在TCP连接建立时用来同步序号。终止标志位FIN： 用来释放TCP连接。复位标志位RST： 用来复位TCP连接。
推送标志位PSH： 接收方的TCP收到该标志位为1的报文段会尽快上交应用进程，而不必等到接收缓存都填满后再向上交付。
校验和： 占16比特，检查范围包括TCP报文段的首部和数据载荷两部分。在计算校验和时，要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部。
紧急指针： 占16比特，以字节为单位，用来指明紧急数据的长度。
填充： 由于选项的长度可变，因此使用填充来 确保报文段首部能被4整除，(因为数据偏移字段，也就是首部长度字段，是以4字节为单位的)。
2.2 TCP可靠性机制
2.2.1 确认机制
Seq = 上一次Ack
Ack = 上一次Seq+length
如果没有接到，或接收到是不完整数据，会再次发送Ack请求对方重发
2.2.2 三次握手
2.2.3 四次挥手
由于TCP连接是全双工的,断开一个TCP连接,需要客户端与服务器发送四个包来确认连接的断开
简述四次挥手的过程:
1·因为TCP是全双工的,因此,每个方向都要单独关闭
2·当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着
3·一方向不会再收到数据了,但是这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方也发送了FIN.
4·首先进行关闭的一方执行主动关闭,另一方执行被动关闭.第一个关闭的最后等待2MSL
第一次挥手:
1·Client将FIN置为1,序号seq=M,发送给Server,进入FIN_WAIT_1状态
第二次挥手
1·Server收到后,将ACK置为1,ack=M+1,响应给Client,进入CLOSE_WAIT状态
2·Client收到响应后,进入FIN_WAIT_2状态
第三次挥手
1·Server在结束所有数据传输后,将Fin置为1,seq=N+1,发送给Client,进入
2·LAST_ACK状态
第四次挥手
1·Client收到后,将ACK置为1,ack=N+1,响应给Server,进入TIME_WAIT状态,等待
2·2MSL后,进入CLOSED状态
3·Server收到后,进入CLOSED状态
2.2.4 RST结束连接
收到RST置位的包后，立即结束TCP连接。
发出RST置位的包后，不必等待对方的确认，直接结束TCP连接。
2.2.5 窗口机制
滑动窗口
通过通告对方本机接收能力，来实现流量控制。
2.2.6 完整性校验
通过Checksum来检查数据完整性。
2.3 TCP特征
优点：传输可靠性高
缺点：占用带宽高，传输延迟高
2.4 TCP的适用场景
对数据完整性要求高，但对传输延迟要求低。
3. UDP的原理
3.1 UDP特征
优点：占用带宽低，传输延迟高
缺点：没有任何可靠性机制
3.2 UDP的适用场景
对传输延迟要求高，但数据完整性要求低