我们常用得网络通讯，例如：浏览网页，软件聊天，以及收看视频都是通过TCP和UDP这两种协议来进行数据传输的

他们到底是如何工作得？这两种协议又有什么区别呢？

TCP协议和UDP协议都工作在传输层，他们得目标都是在程序之间传输数据，数据可以是文本文件，可以是视频，也可以是图片，对于TCP协议和UDP协议都是一对二进制数字，本质上没有多大得区别

以下为TCP协议分层                                  

物理层

那TCP和UDP之前得区别是什么？

TCP和UDP最大得区别是一个基于连接，一个基于非联系

例如：人和人之间得通讯有写信和打电话两种方式，如果不考虑速度因素

这两种方式之间最大的区别是什么呢？

写信：就是信寄出去之后对方是否能收到以及收到的信内容是否完整，先后寄两封信过去是否按照顺序接收，都变成了未知数，甚至你填写的收信地址和收信人是否存在，都无法确认。

 打电话则不同，从拨打电话到对方接通,互相通话再到结束通话后挂点，这一系列得流程，都能得到急时得反馈，并且能确认对方准确得接收到。

打电话是基于连接得，也就是TCP。

而写信就是基于非连接得，就是UDP

那TCP是如何保证以上过程的呢？

有三个重要得过程

分别为：三次握手，传输确认，四次挥手

三次握手是建立连接得过程，客户端和服务端建立连接得时候，会先发一包连接请求数据过去询问一下，能否与你建立连接，这包数据称之为SYN包，如果服务端统一连接，就会回复一包SYN+ACK包，客户端收到以后回复一包ACK包，则连接建立。因为这个过程中互相发送了三包数据，所以称之为三次握手。

为什么是三次握手，而不是两次握手呢？

服务端回复完SYN+ACK以后就建立连接，这是为了防止因为已经失效得请求报文突然又传到服务器引起错误。

传输确认：

经历了三次握手以后，客户端和服务端都进入了数据传输状态，TCP协议需要在不可靠得信道上面保证可靠得连接，那我们要面对一下几个问题:

一包数据可能会被拆成多包发送，如何处理丢包问题？

这些数据包到达得先后顺序不同，如何处理乱序问题？

针对这些要求，TCP协议为每一个连接建立了一个发送缓冲区，从建立连接后得第一个字节得序列号为0，后面每个字节得序列号就会增加1，发送数据时，从发送缓冲区取一部分数据组成发送报文，在其TCP协议头中会附带序列号和长度，接收端在收到数据后，需要回复确认报文。确认报文中的ACK等于接受序列号和长度，也就是下一包数据需要发送得起始序列号，这样一问一答得发送方式，能够使发送端确认发送的数据已经被对方收到了

发送端也可以一次性发送连续的多包数据，接收端只要回复一次ACK就可以了

这样发送端可以把待发送的数据，分割成一系列的碎片发送到对端，对端根据序列号和长度

在接收到重构出来完整的数据，假设其中丢失了某些数据包在接收端可以要求发送端重传

以上过程不需要分客户端和服务端，TCP连接是全双工，对于两端采用的一样的机制

四次挥手：

处于连接状态的客户端和服务端，都可以发起关闭连接请求，需要4次挥手进行连接关闭。假设客户端主动发起连接关闭请求，他需要将服务端发起一包FIN包，表示要关闭连接。自己进入终止等待1状态，此时是第一次挥手

服务端收到了FIN包，发送一包ACK包表示自己进入了关闭等待状态，客户端进入终止等待二状态，这是第二次挥手

服务端此时还可以发送未发送的数据，而客户端还可以接受数据，待服务端发送完数据之后，发送一包FIN包，进入最后确认状态，这是第三次挥手

客户端收到之后回复ACK包，进入超时等待状态，经过超时时间后关闭连接，服务端收到ACK包后立即关闭连接，这是第四次挥手

为什么客户端需要等待超时时间呢？

这是为了保证对方已收到ACK包，假设客户端发送完最后一包ACK包后就释放了连接，一旦ACK包在网络中丢失，服务端将一直停留在最后确认状态。

如果客户端发送以后一包ACK包后等待一段时间，这是服务端因为没有收到ACK包会重发FIN包，客户端会响应这个FIN包。重发ACK包并刷新超时时间，这个机制跟三次握手一样

也是为了保证在不可靠的网络链路中，进行可靠的连接断开确认。

那UDP协议呢？

UDP协议是基于非连接的，发送数据就是简单的把数据包封装一下，然后从网卡发送出去就可以了，数据包之间并没有状态上的联系。UDP这种简单的处理方式，使它的性能损耗非常少。CPU内存资源的占用也远小于TCP，但是对于网络传输过程中产生的丢包，UDP协议并不能保证。

所以UDP协议在传输稳定性上要弱于TCP，TCP和UDP的主要区别就是

TCP传输数据稳定可靠，适用于对网络通讯质量要求较高的场景，需要准确无误的传输给对方，比如传输文件，发送邮件，浏览网页等；

UDP的优点就是速度快，但是可能产生丢包，所以适用于对实时性要求较高，但是对少量丢包并没有太大要求的场景，比如域名查询，语音通话，视频直播等;

UDP还有一个非常重要的应用场景：隧道网络，例如常用的VPN,VXLAN