1.对TCP与UDP的认知

TCP和UDP虽同作为OSI的传输层协议，但应用场景却不同（感觉是句废话），综合来看，TCP得益于可靠的传输机制，多应用于不允许丢包的场景，而UDP多用于视频等允许丢包的环境下。

首先要解决一个重要的问题，那就是TCP/IP和UDP什么关系？

说起这个来，很多人以为TCP/IP就是TCP和IP的组合的名称，但其实TCP/IP协议是一个协议簇，里面包括很多协议的，UDP只是其中的一个（可能是当时TCP表现优异，然后UDP灰溜溜顿角落去了，哈哈哈），所以以后不要在这里闹了笑话。TCP/IP可以分为四层，分别是 网络接口层（也称链路层，可以理解为OSI物理层和数据链路层的结合），网络层，传输层，应用层，所以理解TCP/IP协议也就同时理解了好多内容。

1.1 TCP的特点

对于TCP，抓住一个重点就是可靠传输。
对于可靠传输，我们就要建立端到端的面向连接的数据通路，要可靠，就要做到数据 无差错，不丢失，不重复，有序，同时TCP是面向字节流的。

我们联想一个下载文件的场景，下载文件过程绝不允许丢包，同时文件的字节流数据块一定要按照顺序来排列，否则文件就会产生错误，假如说发送端发送文件资源过快，接收端处理不过来，就会产生TCP拥塞控制，假如说传输过程中发生了丢包，接收端没收到就会通知发送端重发（重传机制）

1.2 UDP的特点

对于UDP，我们就应该想到非可靠传输。
对于非可靠传输，我们就不需要建立端对端的链接，只需要填好IP扔出去即可，类似于一个快递，最终对方能不能收到，这得看运输车有没有在高速上着火啦。UDP是尽最大努力交付，可能有丢失，UDP是面向报文的，报文可能无序。（注意：UDP报文不可分割，而TCP会去除首部）

我们想象一个视频电话的场景，视频过程中允许卡顿，并且没有拥塞控制，并且没有重传机制，你想如果有了这些功能的话，你的视频电话会变成啥样子？

2. 报文结构

要了解TCP与UDP相关“几洗”，必须要了解他们的报文结构，其中UDP的报文结构比较简单，TCP的报文结构比较复杂。

2.1 UDP报文

上图是UDP的报文结构，UDP首部是8个字节，分为4个段，每段2个字节（16bit）。
首先0-15 是 源端口号
16- 31 是目标端口号
下面是UDP长度：包括首部和数据，最小就是没数据的时候的8byte
最后是UDP校验和：可选字段，想校验的话，就填入校验和，不想校验就填0。

2.2 TCP报文

看这个图，就会觉得TCP复杂的多，这也是由于它的各种特殊功能决定的。

首先可以看到TCP首部是 20 字节的固定首部 + 长度可变的部分组成+填充

1. 首先 是 源端口 和 目标端口 各占两个字节
2. 第二行是序号（seq），序号占了4个字节，也就是32位，那么很显然序号的范围是0到2的32次方-1，序号这个东西对应的功能是顺序传送，接收端收到会按照序号来排列分段，序号最多可以对4GB的数据编号，当序号到达最大值的时候，会置0，这不会影响新的一轮编号的。
3. 第三行是确认号（ack），占4字节，是期望收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号，若确认号是N，则表明：到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。
4. 数据偏移：占4位，它指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远。【这么高深？说白了就说TCP首部有多长呗，再说白了就是 20 + 长度可变 + 填充 = ？】
5. 保留？ 保留就是现在没啥用，以后可能有用吧，但也可能永远都没有，替这个字段心塞。
6. 下面是几个标志，各自有各自的功能

• URG（紧急位）：URG = 1 表示紧急位指针字段有效（可以看到在下面一行，有一个紧急指针字段），他告诉系统，此报文中有紧急数据，需要尽快传送。紧急指针中放了一个数字x，标志着TCP报文段数据部分 0 ~ x 位是紧急数据。
• ACK（确认位）：ACK = 1时确认号有效，这也是我们所讲的TCP三次握手中，为什么ack填写了，还要填写ACK的原因了。
• PSH（推送位）：接收端接受到PSH = 1的报文，就尽快交给应用，而不必等到缓存满了才交付。
• RST（复位位）：RST = 1时，表明此次TCP链接发生了严重差错，需要释放链接，重新建立新的链接。
• SYN (同步位) ： 同步位这个字段在TCP三次握手中见到过，当 SYN = 1，ACK = 0时，表明是一个连接请求报文，对方若同意时，则应在响应的报文段中使SYN=1和ACK=1，这个可以参考三次握手分析图。
• FIN (终止位) ：用来释放一个连接，当FIN=1时，表示此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。在四次挥手中有用到这个。

7. 窗口，占2个字节，窗口指的是发送本报文段的一方的接收窗口，不是自己的发送窗口，告诉对方：从本报文段首部中的确认号算起，接收方目前允许对方发送的数据量。窗口值作为接受方让发送方设置其发送窗口的依据。

8. 校验和，占2字节。校验和字段检验的范围包括首部和数据这两部分。

9. 紧急指针，刚才提过，它指出本报文段中的紧急数据的字节数。

10. 选项：长度可变，最长可达40字节，当没有选项时，TCP的首部长度是20字节。

11. 填充，补齐位，保证每行32位

3. TCP 技术

3.1 TCP三次握手与四次挥手