TCP与UDP详解：连接建立、可靠性与流量控制

本文档主要介绍了TCP和UDP两种网络传输协议的基础知识，包括它们的工作原理、特点以及TCP连接的建立和终止过程。对于程序员和面试准备来说，这些都是重要的概念。 1. 用户数据包协议(UDP) UDP是一种无连接的、不可靠的传输协议。它不保证数据包的顺序、到达或重复。UDP数据报被封装在IP数据报中发送，没有内置的确认、重传、流量控制或拥塞控制机制。因此，使用UDP时，开发者需要自己实现这些功能，适合于实时性要求高但对数据完整性要求不那么严格的场景，如在线视频流、DNS查询等。 2. 传输控制协议(TCP) TCP则提供了面向连接、可靠的传输服务。它通过三次握手建立连接，确保双方可以通信。TCP有以下关键特性： - 可靠性：通过序列号、确认应答、重传机制保证数据的正确传输。 - 流量控制：使用通告窗口机制，避免接收方被大量数据淹没。 - 全双工：连接上的数据可以双向同时传输。 - 拥塞控制：通过算法调整发送速率，防止网络拥塞。 TCP连接的建立（三路握手）分为四个步骤： a) 服务器通过socket、bind和listen准备好接收连接请求。 b) 客户端发送SYN分片，表明其初始序列号。 c) 服务器响应SYN分片，同时确认客户端的SYN，提供自己的初始序列号。 d) 客户端再次确认服务器的SYN，至此连接建立。 3. TCP连接的终止（四次挥手） 断开TCP连接需要四次交互： a) 一方发送FIN分片，表示不再发送数据。 b) 对方回应ACK，确认收到了FIN。 c) 对方发送FIN，表示也已完成数据发送。 d) 第一方回应ACK，确认收到对方的FIN，至此连接关闭。在TCP的TIME_WAIT阶段，发送方会等待一段时间确保所有数据都已被确认，以防止旧的数据在网络中延迟到达而引起误解。 理解TCP和UDP的区别及其应用场景是网络编程和系统设计中的基础，对于面试和实际工作都有很大帮助。TCP适用于需要稳定可靠数据传输的场合，如HTTP、HTTPS、FTP等；而UDP则适用于对实时性要求高、容忍数据丢失的场景，如DNS、VoIP和在线游戏。