帶你喫透傳輸層協議，掌握TCP,UDP分分鐘（含三次握手和四次揮手原理以及TCP報文，UDP報文，常見的協議及其對應的端口）
前言：
TCP/IP協議簇的傳輸層協議主要有兩個，TCP(Transimission Control Protocol，傳輸控制協議)和UDP（User Datagram Protocol，用戶數據報協議）
一：TCP協議介紹
■TCP是面向連接的、可靠的進程到進程通信的協議
■TCP提供全雙工服務，即數據可在同一時間雙向傳輸
■TCP報文段
●TCP將若干個字節構成一個分組, 叫報文段(Segment)
●TCP報文段封裝在IP數據報中
二：TCP報文格式
2.1：TCP報文段
TCP將若干個字節構成一個分組，成爲報文段。
TCP報文段封裝在IP數據報中。
2.2：TCP報文段格式
源端口號：16位字段，爲發送方進程對應的端口號。
目標端口號：16位字段，對應的是接收端的進程，接收端收到數據後，根據這個端口號來確定吧這個數據送給哪個應用程序的進程。
序號：當TCP從進程接收數據字節時，就把他們存儲在發送緩存中，並對每一個字節進行編號。
確認號：確認號是對發送端的確認信息。用它來告訴發送端這個序號之前的數據段都已經收到。如確認號是X，就表示前X-1個數據段都已經收到。
首部長度：一般是20字節，最大可以擴展爲60字節。用它可以確定首部數據結構的字節長度。
保留：作爲今後擴展功能使用，現在還沒有使用到。
控制位：這六位作用很重要，TCP的連接，傳輸和斷開都受這六個控制位的指揮。各位的含義如下。
URG：緊急指針有效位。只有0和1，1表示指針開啓。數據傳輸時，先放在緩存（內存）中，臨時保存起來，緊急指針位是指可以在內存中優先提取數據。
PSH：標誌位=1時要求接收方儘快將數據段送達應用層。即PSH=1時，不經過緩存，直接將數據段送達應用層。優先級高於URG。
ACK：確認位。只有當ACK=1時，確認序列號纔有效。當ACK=0時，確認序列號字段無效。
SYN：連接位。同步序號位，TCP需要建立連接時將這個值設置爲1.誰提出建立連接請求，誰把SYN設爲1.
FIN：斷開連接標識。發送端完成發送任務位，當TCP完成數據傳輸需要斷開連接時，提出斷開連接的一方將這個值設置爲1.
RST：重新建立連接TCP連接時使用。，當RST=1時，通知重新建立TCP連接。
窗口大小：用於說明本地可接收數據段的數目，窗口大小是可變的。當網絡通暢是窗口值變大可以加快傳輸速度，當網絡不穩定時減小這個值可以保證網絡數據的可靠傳輸。TCP協議中的流量控制機制就是依靠變化窗口值的大小實現的。
校驗和：用來做差錯控制。在發送TCP數據段時，由發送端計算校驗和，到達目的地時再進行一次校驗和計算。若兩次校驗和一致，則說明數據基本是正確的，否則將認爲數據已被破壞，接收端將丟棄數據。
緊急指針：和URG配合使用，當URG=1時有效。
選項：在TCP首部可以有多達40字節的可選信息。
2.3：重點注意：
計算機中傳輸中通過0和1進行傳輸。
●SYN:同步序號位，TCP需要建立連接時將該值設爲1
●ACK:確認序號位，當該位爲1時，用於確認發送方的數據
●FIN:當TCP斷開連接時將該位置爲1
三：TCP三次握手
3.1：第一次握手
建立連接過程：PC1發送建立連接請求，SYN標誌位設爲1。
3.2：第二次握手
這一次握手實際上分爲兩部分來完成。
第一部分：PC2收到PC1的請求，向PC1回覆一個確認信息，此過程的典型標誌就是TCP的ACK控制位爲1。且確認序列號是PC1的初始序列號加1.
第二部分：PC2收到請求後需要回復。即PC2也向PC1發送建立連接的請求，此過程的典型標誌和第一次握手一樣，即TCP的SYN控制位爲1.
爲了提高效率，一般將這裏兩個部分合並在一個數據包裏實現。
3.3：第三次握手
PC1收到了PC2的回覆（包含請求和確認），此時需要向PC2回覆一個確認信息，此過程的典型標誌就是TCP的ACK控制位爲1.且確認序列號是PC2的初始序列號加1.
此時就完成了三次握手
3.4：對於上述總結
Seq表示請求序列號。
Ack表示確認序列號
SYN控制位只有在請求建立連接時才被設爲1
四：TCP四次揮手
4.1：第一次揮手
PC1發送 FIN 和 ACK 控制位爲1的TCP報文段給PC2.
FIN：斷開連接標識，提出斷開連接的一方將這個值設爲1.
ACK：ACK=1，表示確認序列號字段有效
4.2：第二次揮手
PC2收到PC1的信息，開始回覆。
PC2 回覆 ACK=1 的 TCP 報文段給 PC1。
4.3：第三次揮手
PC2現在開始主動發送消息給PC1，發送 FIN=1，ACK=1 的報文段給PC1.
即PC2也發消息給PC1，FIN=1，我（也）要和你斷開連接。ACK=1，確認序列號字段有效。
4.4：第四次揮手
PC1收到 PC2 的消息，回覆ACK=1 的TCP報文段。
ACK=1，確認PC2 發給 PC1 的序列號字段有效。
4.5：半關閉狀態
在TCP斷開連接（四次揮手）的過程中，TCP一方（通常是客戶端）可以終止發送數據，但仍然可以接收數據，成爲半關閉。
具體描述一下：
1.客戶端發送FIN報文段，半關閉了這個連接，服務器發送ACK報文段接受半關閉。
2.服務器繼續發送數據，而客戶端只發送ACK確認，不再發送任何數據。
3.當服務器吧所有數據都發送完畢時，就發送FIN報文段，客戶再發送ACK報文段，這樣就關閉了TCP連接。
4.6：這裏我們思考一下問題:
TCP建立連接需要三次握手，爲什麼終止連接需要四次揮手?（解釋在最後）
五：UDP協議介紹
5.1：UDP協議以及優缺點
UDP在實際工作中的應用範圍很廣，例如，聊天工具QQ在發送短消息時就使用了UDP的方式。
UDP缺點：是一個無連接，不保證可靠性的傳輸層協議，也就是說發送端不關心發送的數據是否達到目標主機，數據是否出錯等，收到數據的主機也不會告訴發送方是否收到了數據，它的可靠性由上層協議來保障。
UDP優點：UDP的首部結構簡單，在數據傳輸時能實現最小的開銷。
5.2：UDP報文的首部格式
5.3：常見協議及其端口號
:5.3.1：常用的TCP端口號及其功能
21-FTP FTP服務器所開放的控制端口
23-Telnet 用於遠程登錄，可以遠程控制管理目標計算機
25-SMTP SMTP服務器開放的端口，用於發送郵件
80-HTTP 超文本傳輸協議
110-POP3 用於郵件的接收
:5.3.2：常用的UDP端口號及其功能
69-TFTP 簡單文件傳輸協議
111-RPC 遠程過程調用
123-NTP 網絡時間協議
答案：TCP在網絡中的應用範圍很廣，主要用在對數據傳輸可靠性要求高的環境中，如網頁瀏
覽，它使用的HTTP就是依賴TCP提供可靠性的。在使用TCP時，通信方對數據的可靠性要
求高，即使因此降低了–些數據傳輸率也是可以接受的。