TCP、UDP和HTTP简述整理

时间：2021-11-20 12:37:03

http:是用于www浏览的一个协议。
tcp：是机器之间建立连接用的到的一个协议。

1、TCP/IP是个协议组，可分为三个层次：网络层、传输层和应用层。
在网络层有IP协议、ICMP协议、ARP协议、RARP协议和BOOTP协议。
在传输层中有TCP协议与UDP协议。
在应用层有FTP、HTTP、TELNET、SMTP、DNS等协议。
因此，HTTP本身就是一个协议，是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

2、HTTP协议是建立在请求/响应模型上的。首先由客户建立一条与服务器的TCP链接，并发送一个请求到服务器，请求中包含请求方法、URI、协议版本以及相关的MIME样式的消息。服务器响应一个状态行，包含消息的协议版本、一个成功和失败码以及相关的MIME式样的消息。
HTTP/1.0为每一次HTTP的请求/响应建立一条新的TCP链接，因此一个包含HTML内容和图片的页面将需要建立多次的短期的TCP链接。一次TCP链接的建立将需要3次握手。
另外，为了获得适当的传输速度，则需要TCP花费额外的回路链接时间（RTT）。每一次链接的建立需要这种经常性的开销，而其并不带有实际有用的数据，只是保证链接的可靠性，因此HTTP/1.1提出了可持续链接的实现方法。HTTP/1.1将只建立一次TCP的链接而重复地使用它传输一系列的请求/响应
消息，因此减少了链接建立的次数和经常性的链接开销。

3、结论：虽然HTTP本身是一个协议，但其最终还是基于TCP的。不过，目前，有人正在研究基于TCP+UDP混合的HTTP协议。

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具体介绍

IP （网际协议）　　在网络通信中，网络组件的寻址对信息的路由选择和传输来说是相当关键的。相同网络中的两台机器间的消息传输有各自的技术协定。LAN 是通过提供6字节的唯一标识符（“MAC”地址）在机器间发送消息的。SNA 网络中的每台机器都有一个逻辑单元及与其相应的网络地址。DECNET、AppleTalk 和 Novell IPX 均有一个用来分配编号到各个本地网和工作站的配置。

HTTP是超文本传输协议，是客户端浏览器或其他程序与Web服务器之间的应用层通信协议。在Internet上的Web服务器上存放的都是超文本信息， 客户机需要通过HTTP协议传输所要访问的超文本信息。HTTP包含命令和传输信息，不仅可用于Web访问，也可以用于其他因特网/内联网应用系统之间的通信，从而实现各类应用资源超媒体访问的集成

TCP （传输控制协议）　　通过序列化应答和必要时重发数据包，TCP 为应用程序提供了可靠的传输流和虚拟连接服务。TCP 主要提供数据流转送，可靠传输，有效流控制，全双工操作和多路传输技术。

　　至于HTTP协议,它是TCP协议族中的一种。使用TCP的80端口

　　HTTP是应用层协议，TCP是传输层协议！数据包在网络传输过程中，HTTP被封装在TCP包内！！

 

 TCP/UDP

TCP：在正式收发数据前必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，过程非常复杂；

UDP：正式通信前不必与对方先建立连接，没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，不管对方状态就直接发送。

tcp协议和udp协议的差别

TCP

UDP

是否连接

面向连接

面向非连接

传输可靠性

可靠服务

无状态的传输协议，不可靠

连接点

只能是点到点

支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

速度

慢，效率低，占用系统资源高

无差错，不丢失，且保证数据顺序

快，资源要求少

易丢包，不保证顺序，尽最大努力交付

应用场合

传输少量数据，对可靠性要求较高的场合

浏览器，文件传输等

传送大量数据、对可靠性要求不高的场景

QQ语音 QQ视频 TFTP等

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三次握手的过程

step1:第一次握手

建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，其中包含客户端的初始序号seq=x，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。（其中，SYN=1，ACK=0，表示这是一个TCP连接请求数据报文；序号seq=x，表明传输数据时的第一个数据字节的序号是x）。

step2:第二次握手

服务器收到请求后，必须确认客户的数据包。同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。（其中确认报文段中，标识位SYN=1，ACK=1，表示这是一个TCP连接响应数据报文，并含服务端的初始序号seq(服务器)=y，以及服务器对客户端初始序号的确认号ack(服务器)=seq(客户端)+1=x+1）。

step3:第三次握手

客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送一个ACK包，其中包含序列号(seq=x+1)，确认号为ack(客户端)=y+1，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTAB_LISHED(TCP连接成功)状态，完成三次握手。 随后server和client可以传输数据了！

常见面试题：

1.为什么需要三次握手，两次不可以吗？或者四次、五次可以吗？

特殊情况，如果是两次握手，假设服务器给客户端在第二次握手时发送数据，数据从服务器发出，服务器认为连接已经建立，但在发送数据的过程中数据丢失，客户端认为连接没有建立，会进行重传。假设每次发送的数据一直在丢失，客户端一直SYN，服务器就会产生多个无效连接，占用资源，这个时候服务器可能会挂掉。这个现象就是我们听过的“SYN的洪水攻击”。

总结：第三次握手是为了防止：如果客户端迟迟没有收到服务器返回确认报文，这时会放弃连接，重新启动一条连接请求，但问题是：服务器不知道客户端没有收到，所以他会收到多连接，浪费连接开销。

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四次挥手过程 （客户端->服务器、服务器->客户端  形成4次挥手）

step1：第一次挥手

首先，客户端停止数据发送，并发出一个FIN用来关闭客户端到服务器的数据传送，客⼾端进⼊FIN_WAIT_1状态。然后等待服务器的确认。其中终止标志位FIN=1，序列号seq=u。

step2：第二次挥手

服务器收到这个FIN，它发送一个ACK给客户端，确认ack为收到的序号加1，服务器进⼊CLOSE_WAIT状态。

step3：第三次挥手

而后，当服务器没有数据要发送时，关闭服务器到客户端的连接，发送一个FIN给客户端，此时服务器进⼊LAST_ACK状态。

step4：第四次挥手

客户端收到FIN后，并发回一个ACK报文确认，并将确认序号seq为收到序号加1，此时客⼾端进⼊TIME_WAIT状态，等待2MSL（MSL：报⽂段最⼤⽣存时间），关闭连接。

首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

TCP是全双⼯通信，每个⽅向都必须单独释放连接！这⼀原则是当⼀⽅完成数据发送任务后，发送⼀个FIN来终⽌这⼀⽅向的连接，收到⼀个FIN仅意味着这⼀⽅向上没有数据流动了，即不会再收到数据了（“半关闭状态”）。但在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这⼀⽅向也发送了FIN。（主动发FIN就是主动方）

  1. 为什么需要2MSL时间？
    首先，MSL即是任何报文的最大生存时间，超过这个时间报文将被丢弃。

等待2MSL时间主要目的是：防止最后一个ACK包对方没有收到，（收不到确认，就无法按步骤进入CLOSED状态，无法重传），那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，重新关闭。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用。

3.为什么是四次挥手，而不是三次或是五次、六次？
双方关闭连接要经过双方都同意。所以，首先是客户端给服务器发送FIN，要求关闭连接，服务器收到后会发送一个ACK进行确认。服务器然后再发送一个FIN，客户端发送ACK确认，并进入TIME_WAIT状态。等待2MSL后自动关闭。

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