Python学习【TCP/IP】

TCP与UDP的区别

1.TCP是面向连接的传输协议，传输前双方需建立连接通道，而UDP可以直接传输。

2.TCP传输信息可靠，信息传输无差错，不丢失，不重复，且按序到达。UDP传输不保证可靠。

3.TCP是字节流传输（较长数据分割成数据块进行传输），而UDP是报文流传输（给多少传多少）。

4.TCP为了实现传输可靠性使用了较为复杂的算法和实现过程，不适用于实时传输，UDP实时性较好。

5.每一条TCP连接只能是点对点的，UDP支持一对一，一对多，多对一，多对多。

6.TCP占用系统资源较多，UDP相对较少。

TCP三次握手的具体过程? 并解释为什么需要三次握手?

第一次握手：客户端向服务端发出请求，发送SYN包（同步序列编号）到客户端，并进入SYN_SENT状态。

第二次握手：服务端获取到SYN包后，需要回复确认ACK，同时发送自己的SYN，并进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端获取到服务端发送的ACK和SYN后，需要回复确认ACK，发送完毕后，两端同时进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

分析：

TCP可视为全双工通信，分为两个通信方向：Client>>Server / Server>>Client。

第一次握手：客户端提交数据传输请求。
(C提交申请，但C自身并不知道C>>S 和S>>C是否可行)

第二次握手：服务端应答客户端，表示确认接收到客户端数据，并发出SYN，等待客户端应答。
(S对C的请求进行应答，S可确认C>>S可行，但不知道S>>C是否可行)

第三次握手：客户端应答服务端，表示确认接收到服务端数据，建立连接。
(C对S请求进行应答，C可知S>>C和C>>S均可行，S接收应答后可知S>>C可行，即可建立连接)

三次握手是对可靠传输进行确认的必要过程，完成三次握手可确保信息传输的可靠性。在两端未确认的情况下进行传输，可能会导致信息重发等问题出现。

TCP四次断开连接的过程， 并分析为什么断开需要四次?

第一步，当主机A的应用程序通知TCP数据已经发送完毕时，TCP向主机B发送一个带有FIN附加标记的报文段（FIN表示英文finish）。

第二步，主机B收到这个FIN报文段之后，并不立即用FIN报文段回复主机A，而是先向主机A发送一个确认序号ACK，同时通知自己相应的应用程序：对方要求关闭连接（先发送ACK的目的是为了防止在这段时间内，对方重传FIN报文段）。

第三步，主机B的应用程序告诉TCP：我要彻底的关闭连接，TCP向主机A送一个FIN报文段。

第四步，主机A收到这个FIN报文段后，向主机B发送一个ACK表示连接彻底释放。

分析：

同样，关闭连接前要两端都确认自己本端和对端数据传输完毕。即获取对方发送的FIN并应答(ACK)告诉对方自己获取到了对方的FIN。

第一步，A主机给发给B主机的消息传输完毕，向B发送FIN，告知B自己发送完毕，准备关闭连接。
（此时A传输完毕发出FIN，但不知道B是否发送完毕，也不知道B是否接收到自己的FIN报文）

第二步，B主机在未发送完毕的情况下接收到A的FIN，向A回复ACK且通知本机应用层，并将未发送完毕的数据继续发送完。
（B得知A发送完毕，A接收ACK后得知B接收到自己发送的FIN报文）

第三步，B主机发送完毕后，发出FIN报文，并等待A的应答（2MSL内没有收到A的应答，则重发）
（B传输完毕，但不知道A是否接收到自己的FIN报文）
（MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间）

第四步，A收到B的FIN报文，做出ACK应答，在等待2MSL后自行关闭。
（A应答，B收到后得知A收到了自己的FIN报文，B关闭，A在2MSL内没有收到B的FIN重发，判断B已经收到了自己的ACK，A关闭）

四次挥手可以看作是改良版的三次握手，只不过在第二次握手时考虑到B端数据没有发送完毕的情况，因此ACK和FIN分两次进行发送，变成了四次。