TCP 的特性
- TCP 提供一种面向连接的、可靠的字节流服务
- 在一个 TCP 连接中，仅有两方法进行彼此通信。广播和多播不能用于 TCP。
- TCP 使用校验和，确认和重传机制来保证可靠传输
- TCP 给数据分节进行排序，并使用累计确认保证数据的顺序不变和非重复
- TCP 使用滑动窗口机制来实现流量控制，通过动态改变窗口的大小进行拥塞控制
TCP 和 UDP 的区别
| 协议 | 连接性 | 双工性 | 可靠性 | 有序性 | 有界性 | 拥塞控制 | 传输速度 | 量级 | 头部大小 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TCP | 面向连接 | 全双工 （1:1） | 可靠(重传机制) | 有序（通过SYN排序） | 无，有粘包情况 | 有 | 慢 | 低 | 20~60字节 |
| UDP | 无连接 | n:m | 不可靠（丢包后数据丢失） | 无序 | 有消息边界，无粘包 | 无 | 快 | 高 | 8字节 |
TCP 粘包是什么，如何处理
默认情况下，TCP 连接会启用延迟算法（Nagle 算法），在数据发送之前缓存他们，如果短时间有多个数据发送，会缓冲到一起作一次发送，以此减少 IO 消耗提高性能
如果是传输文件的话，不需要处理粘包问题，来一个拼一个包即可。但是如果还是多条消息，或者别的用途的数据就需要处理粘包。
常见的解决方案有：1）多次发送之前间隔一个等待时间；2）关闭 Nagle 算法；3）进行封包/拆包
为什么 UDP 不会粘包
- TCP 是面向流的协议，UDP 是面向消息的协议
UDP 段是一条消息，应用程序必须以消息为单位提取数据，不能一次提取任意字节的数据 - UDP 具有保护消息边界，在每个 UDP 包中就有了消息头（来源地址，端口等信息），对于接收端来说就容易进行区分处理。传输协议把数据当做一条独立的消息在网上传输，接收端只能接收独立的消息。接收端一次只能接收发送端发出的一个数据包，如果一次接受数据的大小小于发送端一次发送的数据大小，就会丢失一部分数据，即使丢失，接收端也不会分两次去接收。
常用端口与对应的服务
| 端口 | 作用说明 |
|---|---|
| 21 | 主要用于 FTP（File Transfer Protocol）服务 |
| 23 | 主要用于 Telnet（远程登录）服务，是 Internet 上普遍采用的登录和仿真程序 |
| 25 | 为 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）服务器所开放，主要用于发送邮件，如今大多数邮件服务都使用该协议 |
| 53 | 为 DNS （Domain Name Server）服务器所开放，主要用于域名解析，DNS 服务在 NT 系统中使用地最为广泛 |
| 67、68 | 分别是为 Bootp 服务的 Bootstrap Protocol Server（引导程序协议服务端）和 Bootstrap Protocol Client（引导程序协议客户端）开放的端口 |
| 69 | TFTP 是 Cisco 公司开发的一个简单文本传输协议，类似于 FTP |
| 79 | 为 Finger 服务开放的，主要用于查询远程主机在线用户、操作系统类型以及是否缓冲区溢出等用户的详细信息 |
| 80 | 为 HTTP 开放，主要用于在 WWW 服务上传输信息的协议 |
| 99 | 用于一个名为“Metagram Relay”（亚对策延时）服务 |
| 109、110 | 109 为 POP2（Post Office Protocol Version 2）服务开放，110 为 POP3 服务开放，二者主要用于接收邮件 |
| 111 | SUN 公司的 RPC（Remote Procedure Call）服务所开放的端口，主要用于分布式系统中不同计算机的内部进程通信，RPC 在多种网络服务中都是很重要的组件 |
| 113 | 主要用于 Windows 的“Authentication Service”(验证服务) |
| 119 | 为 “Network News Transfer Protocol”（网络新闻组传输协议，NNTP）开放 |
| 135 | 主要用于使用 RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）协议，并提供 DCOM （分布式组件对象模型）服务 |
| 137 | 主要用于“NetBIOS Name Service”服务 |
| 139 | 为“NetBIOS Session Service”提供的，主要用于提供 Windows 文件和打印机共享以及 Unix 中的 Samba 服务 |
| 143 | 主要用于“Internet Message Access Protocol V2”（Internet 消息访问协议，简称 IMAP） |
| 161 | 用于“Simple Network Management Protocol”（简单网络管理协议，简称 SNMP） |
| 443 | 即网页浏览端口，主要是用于 HTTPS 服务，是提供加密和通过安全端口传输的另一种 HTTP |
| 554 | 默认情况下用于“Real Time Streaming Protocol”（实时流协议，RTSP） |
| 1024 | 一般不固定分配给某个服务，Reserved（保留） |
| 1080 | Socks 代理服务使用的端口 |
| 1755 | 默认用于“Microsoft Media Server”（微软媒体服务器，MMS） |
| 4000 | 为 QQ 客户端开放的端口，QQ 服务端使用的端口是 8000 |
| 5554 | 一种针对微软 Isass 服务的新蠕虫病毒，利用 TCP 5554 端口开启一个 FTP 服务，主要用于病毒的传播 |
| 5632 | 远程控制软件 pcAnywhere 所开启的端口 |
| 8080 | 同 80 端口，被用于 WWW 代理服务，可以实现网页 |
OSI 七层模型
TCP 连接建立的三次握手
建立一个 TCP 连接时，需要客户端和服务器总共发送 3 个包。
三次握手的目的是连接服务器指定端口，建立 TCP 连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换 TCP 窗口大小信息。在 socket 编程中，客户端执行 coonect() 时。将触发三次握手。
- 第一次握手（SYN = 1，seq = x）
客户端发送一个 TCP 的 SYN 标志位为 1 的包，指明客户端打算连接的服务器端口，以及初始序号 X，保存在包头的序列号（Sequence Number）字段里 - 第二次握手（SYN = 1， ACK = 1，seq = y，ACKnum = x + 1）
服务器发回确认包（ACK）应答。即 SYN 标志位和 ACK 标志位均为 1。服务器端选择自己 ISN 序列号，放到 Seq 域里，同时将确认序号（Acknowledgement Number）设置为客户的 ISN 加 1，即 X + 1。发送完毕后，服务器端进入 SYN_RCVD 状态。 - 第三次握手（ACK = 1， ACKnum = y + 1）
客户端再次发送确认包（ACK），SYN 标志位为 0，ACK 标志位为 1，并且把服务器发来 ACK 的序号字段 +1，放在确认字段中发送给对方，并且在数据段放写 ISN 的 +1。发送完毕后，客户端进入 ESTABLISHED 状态，当服务器端接收这个包时，也进入 ESTABLISHED 状态，TCP 握手结束。
TCP 连接断开的四次挥手
TCP 的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手（Four-way handshake），也叫做改进的三次握手。客户端或服务器均可主动发起挥手动作，在 socket 编程中，任何一方执行 close() 操作即可产生挥手操作。
- 第一次挥手（FIN = 1， seq = x）
假设客户端想要关闭连接，客户端发送一个 FIN 标志位为 1 的包，表示自己已经没有数据可以发送了，但是仍然可以接受数据。发送完毕后，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态。 - 第二次挥手（ACK = 1， ACKnum = x + 1）
服务器端确认客户端的 FIN 包，发送一个确认包，表明自己接受到了客户端关闭连接的请求，但还没有准备好关闭连接。发送完毕后，服务器端进入 CLOSE_WAIT 状态，客户端接收到这个确认包之后进入 FIN_WAIT_2 状态，等待服务器端关闭连接。 - 第三次挥手（FIN = 1， seq = y）
服务器端准备好关闭连接时，向客户端发送结束连接请求，FIN 置为 1。发送完毕后，服务器端进入 LAST_ACK 状态，等待来自客户端的最后一个 ACK。 - 第四次挥手（AKC = 1， ACKnum = y + 1）
客户端接收到来自服务器端的关闭请求，发送一个确认包，并进入 TIME_WAIT 状态，等待可能出现的要求重传的 ACK 包。服务器端接收到这个确认后，关闭连接，进入 CLOSED 状态。客户端等待了某个固定时间（两个大段生命周期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之后，没有收到服务器端的 ACK，认为服务器端已经正常关闭连接，于是自己也关闭连接，进入 CLOSED 状态。
