TCP 传输控制协议
TCP：Transmission Control Protocol： 传输控制协议：是一种面向连接的协议，用于在网络上可靠地传输数据。它提供了一种面向连接、可靠的、有序的、基于字节流的数据传输服务，确保数据的完整性、顺序性和可靠性。TCP通常与IP（互联网协议）一起使用，构成TCP/IP协议族中的一部分。TCP适用于需要准确可靠传输的应用，如网页浏览、文件传输、电子邮件和远程登录。
TCP 连接：
用于保证可靠性和流量控制维护的某些状态信息，这些信息的组合，包括Socket、序列号和窗口大小称为连接。
TCP连接三次握手：
SYN是同步的缩写 Synchronize ，ACK 是确认的缩写 Acknowledgement；
在建立TCP连接时，客户端和 服务端 需要进行三次握手的过程。具体过程如下：
- 客户端 向 服务端 发送一个连接请求同步报文段 SYN ；该段中也包含客户端的初始序列号(Sequence number = x) 。
- 服务端 收到连接请求后，向 客户端 发送一个连接确认报文段 SYN-ACK；该段中包含服务器的初始序列号(Sequence number = y)；同时使 Acknowledgment number = x + 1来表示确认已收到客户端的 SYN段(Sequence number = x)。
- 客户端 收到连接确认后，向 服务端 发送一个确认报文段 ACK，连接建立； 该段中使 Acknowledgment number = y+ 1来表示确认已收到服务器的 SYN段(Sequence number = y)。
TCP断开四次挥手：
FIN：Finish 完成报文/控制报文
在断开TCP连接时，客户端和 服务端 需要进行四次挥手的过程。具体过程如下：
- 客户端 向 服务端 发送一个连接释放报文段（FIN=1 ，其序列号为seq=u ）， 并且停止发送数据 ； 此时，客户端 进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态
- 服务端 收到 连接释放报文后 ，向 客户端 发送一个确认报文段（ ACK=1，ack=u+1 ， 并且带上自己的序列号seq=v ）；此时，服务端 就进入了CLOSE-WAIT 关闭等待状态
- 客户端 接收到 服务器端 的确认请求后，客户端 就会进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态（等待 服务器 发送连接释放报文）；服务器 将最后的数据发送完毕后，就向 客户端 发送连接释放报文，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待 客户端 的确认。
- 客户端 收到 服务器 的连接释放报文后，必须发出确认（ACK=1，ack=w+1），而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态，但此时TCP连接还未终止，必须要经过2MSL后（最长报文寿命），当客户端撤销相应的TCB后，客户端才会进入CLOSED关闭状态，服务器端接收到确认报文后，会立即进入CLOSED关闭状态，到这里TCP连接就断开了，四次挥手完成。
TCP 特点：
- TCP是面向连接的运输层协议
- 每一条TCP连接只能由两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的
- TCP提供可靠交付的服务，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，并且按序到达：无论的网络链路中出现了怎样的链路变化，TCP 都可以保证⼀个报文⼀定能够到达接收端（依靠各种机制）
- 面向字节流：消息是没有数据边界的（管道也是），不管消息多大都可以传输，并且消息是有序的
应用场景：
万维网：HTTP协议
文件传输：FTP协议
电子邮件：SMTP协议
远程终端接入：TELNET协议
UDP 用户数据报协议
UDP：User Datagram Protocol：用户数据报协议：是一种无连接的、不可靠的、基于数据报的传输层通信协议。UDP不保证数据传输的有序性、完整性、流量控制和拥塞控制；使用UDP时，数据以数据包的形式发送，接收方不需建立连接，直接接收；UDP适用于实时应用，如音频、视频流传输、在线游戏和广播。
UDP 特点：
- UDP是无连接的：知道对端的IP和端口号就直接进行传输, 不需要建立连接
- UDP使用尽最大努力交付（不可靠）：没有确认机制，没有重传机制；如果因为网络故障该段无法发到对方，UDP协议层也不会给应用层返回任何错误信息
- UDP是面向数据报：不能够灵活的控制读写数据的次数和数量
- UDP传输数据时有大小限制，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内
- UDP没有拥塞控制（直播，视频会议等实时应用）
- UDP支持一对一，一对多，多对一，多对多的交互通信（腾讯早期使用的就是UDP）
- UDP的首部开销小，只有8字节
TCP和UDP区别总结
TCP提供了数据包的顺序保证、错误检测和重传机制，确保数据的可靠传输，但可能会引入额外的延迟；
UDP提供了更快的传输速度和更低的开销，但不保证数据包的顺序、可靠性或错误检测，适用于对实时性要求高但可以容忍一定数据丢失的应用；
TCP/UDP有什么相同点？
都是在IP网络上运行的传输层协议；
都使用端口号来标识不同的应用程序；
都可以用于客户端和服务器之间的通信。
TCP/UDP有什么不同点？
TCP是面向连接的，UDP是无连接的；
TCP提供可靠的数据传输服务，UDP不提供可靠性保证；
TCP具有流量控制和拥塞控制功能，UDP没有；
TCP需要进行三次握手建立连接，UDP不需要。
TCP的优势
可靠性：TCP提供可靠的数据传输，确保数据的完整性和顺序性。
错误检测和纠正：TCP具备检测和纠正传输中发生的错误的能力。
流量控制：TCP通过流量控制避免了接收方因来不及处理大量数据而导致的问题。
TCP的劣势
较慢：因为TCP提供可靠传输，它需要进行复杂的握手和确认过程，这导致了相对较高的延迟。
处理负载：TCP的控制机制增加了系统的负载，对处理能力有一定要求。
UDP的优势
较快：UDP不需要进行连接建立和握手，以及其他传输保障机制，因此传输速度相对较快。
简单轻量：UDP的头部开销较小，资源占用较少。
UDP的劣势
不可靠：UDP没有提供可靠性保证，传输过程中可能丢包或乱序。
不具备流量控制和拥塞控制：UDP不包含流控制和拥塞控制机制，可能导致数据的丢失和网络拥塞。
应用场景：
TCP的应用场景：
- Web浏览：因为 HTTP和HTTPS 需要保证数据的完整性，所以使用TCP。
- 文件下载和上传：如 FTP、SFTP 等，需要确保文件数据的完整性和正确性。
- 电子邮件传输：SMTP和POP3等协议使用TCP来保证邮件数据的可靠传输。
- 远程登录和命令执行：SSH 等协议使用TCP来确保远程操作的安全性和可靠性。
- 数据库访问：数据库查询和操作通常使用TCP连接，以保证数据的准确性。
- 在线交易：金融交易系统使用TCP来确保交易数据的完整性和安全性。
- 实时通信：虽然TCP不是实时通信的首选，但某些实时应用（如股票交易平台）可能会使用TCP来确保数据的准确性。
UDP的应用场景：
- 在线游戏：实时性要求高，可以容忍一定程度的数据丢失，如部分游戏状态更新。
- 及时通信：语音和视频通话对实时性要求高，使用UDP可以减少延迟。
- 流媒体服务：直播和视频点播服务使用UDP来减少缓冲，提供更流畅的观看体验。
- DNS查询：域名解析通常不需要保证数据包的顺序，使用UDP可以快速响应。
- DHCP服务：动态IP地址分配使用UDP，因为它简单且足以满足需求。
- 网络测量工具：如ping使用ICMP，但某些网络测量工具可能使用UDP来测试网络延迟和带宽。
- 某些API调用：轻量级的API服务，特别是那些对性能要求高且可以容忍偶尔的数据丢失的场景。