运输层（TCP/UDP）详解

TCP和UDP的区别:

tcp是面向连接的可靠的传输协议

udp是非连接的不可靠的传输协议

TCP组成

可以看到虽然tcp是面向字节流的，但是其传输的基本单位还是报文（tcp首部和数据，ip报文和udp报文也是由首部和数据组成）

TCP的主要特点：

1.面向连接，应用程序在使用tcp之前，必须建立tcp连接，在传输完成之后再释放连接

2.点对点连接（UDP可以一对多，一对一）

3.tcp连接传输的数据是可靠的交付服务

4.全双工，双方可以再任意时刻发送数据

5.面向字节流，虽然应用程序和TCP交互的是大小不等的数据块，但是tcp只保证，发送方和接收方接到的字节流相同。

TCP连接：

每条tcp连接有两个端点，连接的两个端点称为套接字（socket）

套接字是由ip和端口号组成的。例如 127.0.0.1:8080

TCP可靠传输的工作原理

tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口，确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发机制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

1.停止等待协议

每发完一个分组，就等对方确认，在收到对方确认后再发送下一个分组

2.滑动窗口

3.超时重传

4.基于滑动窗口的流量控制

5.拥塞控制（tcp拥塞控制的方法  慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复）

TCP的连接管理（三次握手）

服务器是处于监听状态的，以便及时发现客户端建立连接的需求。
客户端TCP进程主动发出Flag段SYN=，报文序列号seq=x的报文段（A），请求建立连接。状态变为SYN-SENT（同步已发送）。
服务器收到对应报文段（A）后，会发出确认报文段（B）。
该报文（B）的Flag段的SYN和ACK都是1，确认号ack=x+（意为对A的确认），同时设定自己的初始序列号seq=y。状态由LISTEN（监听）变为SYN-RCVD（同步收到）。
客户端收到服务器的确认后，还需向服务器发送确认。报文段（C）的Flag的ACK=，确认号ack=y+（意为对B的确认），序列号seq=x+。状态变为ESTABLISHED（已建立连接）。
服务器在收到报文段后状态也变为ESTABLISHED。
客户端的最后确认是必要的，可以防止以失效的请求建立连接报文突然到达服务器而产生错误。

为什么要三次握手呢？

若建立连接只需两次握手，客户端并没有太大的变化，仍然需要获得服务端的应答后才进入ESTABLISHED状态，而服务端在收到连接请求后就进入ESTABLISHED状态。
此时如果网络拥塞，客户端发送的连接请求迟迟到不了服务端，客户端便超时重发请求，如果服务端正确接收并确认应答，双方便开始通信，通信结束后释放连接。
此时，如果那个失效的连接请求抵达了服务端，由于只有两次握手，服务端收到请求就会进入ESTABLISHED状态，等待发送数据或主动发送数据。
但此时的客户端早已进入CLOSED状态，服务端将会一直等待下去，这样浪费服务端连接资源

参考:

https://juejin.im/post/5a49d95af265da430a50ed8c