常见网络协议

TCP

首先 TCP是一个面向连接的协议，它的数据传输建立在连接上。这也意味着，TCP协议基于双向的连接实现可靠的数据传输。 TCP的特殊点:

• 面向连接：TCP协议是面向连接的协议，它建立连接后才能进行数据传输。
• 一对一通信：TCP协议是一对一通信的协议，即通信双方必须事先建立连接。
• 可靠传输：TCP协议提供可靠的数据传输，它采用超时重传、校验和、滑动窗口等机制保证数据传输的可靠性。
• 面向字节流：TCP协议是面向字节流的协议，它不保留消息边界，但通过序列号保证数据的按序到达和完整性。
• 首部开销较大(20字节) 上面提到TCP协议建立在可靠的连接上，这就涉及到了TCP的连接过程，简单概述为三次握手，四次挥手。

TCP三次握手

1. 第一次握手：建立连接时，客户端发送一个SYN包到服务器，并进入SYN_SENT状态。
2. 第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（acknowledgement number）包，同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RCVD状态。
3. 第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

TCP四次挥手

1. 第一次挥手：主机1（客户端）发送一个FIN包，用来关闭主机1到主机2的数据传送。即通知主机2，主机1准备关闭连接。
2. 第二次挥手：主机2收到FIN包，发送一个ACK包，确认序号为收到的序号加1。并进入CLOSE_WAIT状态。即主机2告诉主机1，它知道要准备关闭连接了。
3. 第三次挥手：主机2发送一个FIN包，用来关闭主机2到主机1的数据传送。即主机2处理完数据后，关闭了连接并告诉了主机1。
4. 第四次挥手：主机1收到FIN包，发送一个ACK包，确认序号为收到的序号加1。即主机1收到了主机2的关闭信息，主机1也关闭了连接。

UDP

UDP与TCP不同，它一种无连接的协议，即发送数据之前不需要建立连接。它只提供数据报文的不可靠传输，不保证数据包的顺序，也不保证数据包的完整性。 UDP的特点：

• 无连接：UDP不需要在数据传输前建立连接，发送数据前不需要握手。这也是为何UDP的传输效率高但是并不可靠的原因。
• 不可靠传输：UDP的数据传输不建立在连接上，这也导致了它不能保证消息的可靠送达。接收方收到的数据包的顺序可能与发送顺序不同、且数据包也可能会丢失或重复。
• 无拥塞控制：UDP不进行拥塞控制，因此其网络数据的发送速度不会自动调整，在高负载情况会导致数据的丢失。

三次握手示意

sequenceDiagram
    participant C as 客户端
    participant S as 服务端
    C->>S: SYN
    S->>C: SYN + ACK
    C->>S: ACK
    Note over C,S: ESTABLISHED

总结

特性	TCP	UDP
连接类型	面向连接的	无连接的
可靠性	高(通过ACK和序列号保证)	低(不保证消息送达)
头部开销	较大(至少约 20 字节)	较小(8 字节)
使用场景	需要可靠传输的应用	更在意时延/吞吐的应用
控制机制	流量控制、拥塞控制	无（应用层自理）

TCP 常见于需要可靠字节流的场景；浏览网页时应用层是 HTTP(S)，传输层往往是 TCP（HTTP/3 则基于 QUIC/UDP）。

UDP 常见于实时音视频、部分游戏同步、DNS 查询等——更在意时延或由应用层自建可靠性。