TCP/IP原理简述

TCP/IP与OSI

TCP/IP工作在第4层，在TCP/IP协议簇中，有两个不同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议），它们分别承载不同的应用。TCP协议提供可靠的服务，UDP协议提供不可靠但是高效的服务。

TCP/IP的特点：
（1）分层是TCP/IP乃至网络通信最核心的策略和模式，分层使得所有的网络应用程序不用关心底层链路传输的细节，也使得不同类型的网络有效地互通。
（2）封装就是在应用程序在发送数据的过程中，每一层都增加一些首部信息，这些信息用于和接收端同层次进行沟通。
（3）在接收端的处理过程就正好相反，也就是所谓的分用策略，数据从底层到最上层的应用程序过程中，数据被逐层拆分，每一层取出自己所需要的信息。

TCP可靠连接

TCP是面向连接的传输层协议，所谓面向连接就是在真正的数据传输开始前要完成连接建立的过程，否则不会进入真正的数据传输阶段。

TCP三次握手

1) 请求端发送一个SYN段指明客户打算连接的服务器的端口，以及初始序号（ISN）。
2) 服务器发回包含服务器的初始序号的SYN报文段作为应答。同时，将确认序号设置为客户的ISN加1以对客户的SYN报文段进行确认。一个SYN将占用一个序号。
3) 客户必须将确认序号设置为服务器的ISN加1以对服务器的SYN报文段进行确认

TCP三次握手状态
首先是closed状态，当发起连接后，进入Listen状态，当三次握手之后，进入EST状态。三次握手中间还有一个临时状态:SYN_SENT。SYN_SENT当应用程序发送ack之后，进入EST状态,如果没有发送，就关闭closed.

为什么是三次握手？
对于这个问题，网络编程中的一个经典的规则也许能给一些提示：别人告诉你成功了那一定是成功了，没告诉你成功不一定是没成功。因此，如果是设计成两次握手，就有可能是被连接方第一次发出ack消息后，就处于成功建立连接的状态，但这条消息丢失了，主动连接方因为没有收到这个ack消息会认为建立连接失败，也许会放弃连接或启动新的连接，但被连接方会一直监听那个它误认为成功的连接。采用三次握手，前两次握手任何一次失败都会导致连接双方都处于未连接状态，第三次失败只会导致连接方处于成功状态，但做主动连接方，肯定会在连接不久后通过这个连接发送数据，这样就可以利用这个机制做进一步的容错。

TCP四次握手

所谓四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。

Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

TCP和UDP的区别