一、TCP/IP代表傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議，指的是一系列協(xié)議。

TCP/IP 是互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的各類協(xié)議族的總稱，比如：TCP、UDP、IP、FTP、HTTP、ICMP 和 SMTP 等都屬于 TCP/IP 族內(nèi)的協(xié)議。

TCP/IP模型是互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，它是一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的總稱。這些協(xié)議可以劃分為四層：應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層。
1??應(yīng)用層：負(fù)責(zé)向用戶提供應(yīng)用程序，有HTTP、FTP、SMTP、Telnet和DNS等。
2??傳輸層：負(fù)責(zé)對(duì)報(bào)文進(jìn)行分組和重組，并以TCP或UDP協(xié)議格式封裝報(bào)文。
3??網(wǎng)絡(luò)層：負(fù)責(zé)路由以及把分組報(bào)文發(fā)送給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī)，有IP、ICMP、ARP/RARP和BOOTP協(xié)議
4??鏈路層：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API。負(fù)責(zé)封裝和解封裝IP報(bào)文，發(fā)送和接受ARP/RARP報(bào)文等。

TCP和UDP使用IP協(xié)議從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)包到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。把IP想像成一種高速公路，它允許其它協(xié)議在上面行駛并找到到其它電腦的出口。TCP和UDP是高速公路上的“卡車”，它們攜帶的貨物就是像HTTP、FTP這樣的文件傳輸協(xié)議等。

TCP和UDP是HTTP、FTP和SMTP之類使用的傳輸層協(xié)議。雖然TCP和UDP都是用來(lái)傳輸其他協(xié)議的，它們卻有一個(gè)顯著的不同：TCP提供有保證的數(shù)據(jù)傳輸，而UDP不提供。這意味著TCP有一個(gè)特殊的機(jī)制來(lái)確保數(shù)據(jù)安全的從一個(gè)端點(diǎn)傳到另一個(gè)端點(diǎn)，而UDP不提供任何這樣的保證。

很多人都會(huì)混淆 TCP 和 HTTP，實(shí)際上 HTTP 是基于 TCP 連接基礎(chǔ)上的。簡(jiǎn)單的說(shuō)，TCP 就是單純建立連接，不涉及任何需要請(qǐng)求的實(shí)際數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單的傳輸。而HTTP 是用來(lái)收發(fā)數(shù)據(jù)，即實(shí)際應(yīng)用上來(lái)的。HTTP 協(xié)議通過(guò)請(qǐng)求和響應(yīng)在客戶端和服務(wù)端之間收發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)行通信：

二、UDP

UDP協(xié)議全稱是用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，在網(wǎng)絡(luò)中它與TCP協(xié)議一樣用于處理數(shù)據(jù)包，是一種無(wú)連接的協(xié)議。在OSI模型中，在第四層——傳輸層，處于IP協(xié)議的上一層。UDP有不提供數(shù)據(jù)包分組、組裝和不能對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序的缺點(diǎn)，也就是說(shuō)，當(dāng)報(bào)文發(fā)送之后，是無(wú)法得知其是否安全完整到達(dá)的。它有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

1??面向無(wú)連接
首先 UDP 是不需要和 TCP一樣在發(fā)送數(shù)據(jù)前進(jìn)行三次握手建立連接的，想發(fā)數(shù)據(jù)就可以開始發(fā)送了。并且也只是數(shù)據(jù)報(bào)文的搬運(yùn)工，不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行任何拆分和拼接操作。
具體來(lái)說(shuō)就是：
在發(fā)送端，應(yīng)用層將數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層的 UDP 協(xié)議，UDP 只會(huì)給數(shù)據(jù)增加一個(gè) UDP 頭標(biāo)識(shí)下是 UDP 協(xié)議，然后就傳遞給網(wǎng)絡(luò)層了。
在接收端，網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)傳遞給傳輸層，UDP 只去除 IP 報(bào)文頭就傳遞給應(yīng)用層，不會(huì)任何拼接操作

2??有單播，多播，廣播的功能
UDP 不只支持一對(duì)一的傳輸方式，同樣支持一對(duì)多，多對(duì)多，多對(duì)一的方式，也就是說(shuō) UDP 提供了單播，多播，廣播的功能。

3??UDP是面向報(bào)文的
發(fā)送方的UDP對(duì)應(yīng)用程序交下來(lái)的報(bào)文，在添加首部后就向下交付IP層。UDP對(duì)應(yīng)用層交下來(lái)的報(bào)文，既不合并，也不拆分，而是保留這些報(bào)文的邊界。因此，應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文

4??不可靠性
首先不可靠性體現(xiàn)在無(wú)連接上，通信都不需要建立連接，想發(fā)就發(fā)，這樣的情況肯定不可靠。并且收到什么數(shù)據(jù)就傳遞什么數(shù)據(jù)，并且也不會(huì)備份數(shù)據(jù)，發(fā)送數(shù)據(jù)也不會(huì)關(guān)心對(duì)方是否已經(jīng)正確接收到數(shù)據(jù)了。再者網(wǎng)絡(luò)環(huán)境時(shí)好時(shí)壞，但是 UDP 因?yàn)闆](méi)有擁塞控制，一直會(huì)以恒定的速度發(fā)送數(shù)據(jù)。即使網(wǎng)絡(luò)條件不好，也不會(huì)對(duì)發(fā)送速率進(jìn)行調(diào)整。這樣實(shí)現(xiàn)的弊端就是在網(wǎng)絡(luò)條件不好的情況下可能會(huì)導(dǎo)致丟包，但是優(yōu)點(diǎn)也很明顯，在某些實(shí)時(shí)性要求高的場(chǎng)景(比如電話會(huì)議)就需要使用 UDP 而不是 TCP。

從圖可知，UDP只會(huì)把想發(fā)的數(shù)據(jù)報(bào)文一股腦的丟給對(duì)方，并不在意數(shù)據(jù)是否安全完整到達(dá)。

5??頭部開銷小，傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)是很高效的。

UDP 頭部包含了以下幾個(gè)數(shù)據(jù)：

• 兩個(gè)十六位的端口號(hào)，分別為源端口(可選字段)和目標(biāo)端口。
• 整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)度。
• 整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)文的檢驗(yàn)和（IPv4 可選 字段），該字段用于發(fā)現(xiàn)頭部信息和數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。

因此 UDP 的頭部開銷小，只有八字節(jié)，相比 TCP 的至少二十字節(jié)要少得多，在傳輸數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)是很高效的

三、TCP

當(dāng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)想要與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)通訊時(shí)，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信需要暢通且可靠，這樣才能保證正確收發(fā)數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)想查看網(wǎng)頁(yè)或查看電子郵件時(shí)，希望完整且按順序查看網(wǎng)頁(yè)，而不丟失任何內(nèi)容。當(dāng)下載文件時(shí)，希望獲得的是完整的文件，而不僅僅是文件的一部分，因?yàn)槿绻麛?shù)據(jù)丟失或亂序，都不是希望得到的結(jié)果，于是就用到了TCP。

TCP協(xié)議全稱是傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，由 IETF 的RFC 793定義。TCP 是面向連接的、可靠的流協(xié)議。流就是指不間斷的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，你可以把它想象成排水管中的水流。

1??TCP連接過(guò)程
如下圖所示，可以看到建立一個(gè)TCP連接的過(guò)程為(三次握手的過(guò)程)：

【第一次握手】
客戶端向服務(wù)端發(fā)送連接請(qǐng)求報(bào)文段。該報(bào)文段中包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號(hào)。請(qǐng)求發(fā)送后，客戶端便進(jìn)入 SYN-SENT 狀態(tài)。

【第二次握手】
服務(wù)端收到連接請(qǐng)求報(bào)文段后，如果同意連接，則會(huì)發(fā)送一個(gè)應(yīng)答，該應(yīng)答中也會(huì)包含自身的數(shù)據(jù)通訊初始序號(hào)，發(fā)送完成后便進(jìn)入 SYN-RECEIVED 狀態(tài)。

【第三次握手】
當(dāng)客戶端收到連接同意的應(yīng)答后，還要向服務(wù)端發(fā)送一個(gè)確認(rèn)報(bào)文?？蛻舳税l(fā)完這個(gè)報(bào)文段后便進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，服務(wù)端收到這個(gè)應(yīng)答后也進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，此時(shí)連接建立成功。

為什么 TCP 建立連接需要三次握手，而不是兩次？這是因?yàn)檫@是為了防止出現(xiàn)失效的連接請(qǐng)求報(bào)文段被服務(wù)端接收的情況，從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。

2??TCP斷開鏈接

TCP 是全雙工的，在斷開連接時(shí)兩端都需要發(fā)送 FIN 和 ACK。

【第一次握手】
若客戶端 A 認(rèn)為數(shù)據(jù)發(fā)送完成，則它需要向服務(wù)端 B 發(fā)送連接釋放請(qǐng)求。

【第二次握手】
B 收到連接釋放請(qǐng)求后，會(huì)告訴應(yīng)用層要釋放 TCP 鏈接。然后會(huì)發(fā)送 ACK 包，并進(jìn)入 CLOSE_WAIT 狀態(tài)，此時(shí)表明 A 到 B 的連接已經(jīng)釋放，不再接收 A 發(fā)的數(shù)據(jù)了。但是因?yàn)?TCP 連接是雙向的，所以 B 仍舊可以發(fā)送數(shù)據(jù)給 A。

【第三次握手】
B 如果此時(shí)還有沒(méi)發(fā)完的數(shù)據(jù)會(huì)繼續(xù)發(fā)送，完畢后會(huì)向 A 發(fā)送連接釋放請(qǐng)求，然后 B 便進(jìn)入 LAST-ACK 狀態(tài)。

【第四次握手】
A 收到釋放請(qǐng)求后，向 B 發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答，此時(shí) A 進(jìn)入 TIME-WAIT 狀態(tài)。該狀態(tài)會(huì)持續(xù) 2MSL（最大段生存期，指報(bào)文段在網(wǎng)絡(luò)中生存的時(shí)間，超時(shí)會(huì)被拋棄） 時(shí)間，若該時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有 B 的重發(fā)請(qǐng)求的話，就進(jìn)入 CLOSED 狀態(tài)。當(dāng) B 收到確認(rèn)應(yīng)答后，也便進(jìn)入 CLOSED 狀態(tài)。

3??TCP協(xié)議的特點(diǎn)

【面向連接】
面向連接，是指發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須在兩端建立連接。建立連接的方法是“三次握手”，這樣能建立可靠的連接。建立連接，是為數(shù)據(jù)的可靠傳輸打下了基礎(chǔ)。

【僅支持單播傳輸】
每條TCP傳輸連接只能有兩個(gè)端點(diǎn)，只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸，不支持多播和廣播傳輸方式。

【面向字節(jié)流】
TCP不像UDP一樣那樣一個(gè)個(gè)報(bào)文獨(dú)立地傳輸，而是在不保留報(bào)文邊界的情況下以字節(jié)流方式進(jìn)行傳輸。

【可靠傳輸】
對(duì)于可靠傳輸，判斷丟包，誤碼靠的是TCP的段編號(hào)以及確認(rèn)號(hào)。TCP為了保證報(bào)文傳輸?shù)目煽浚徒o每個(gè)包一個(gè)序號(hào)，同時(shí)序號(hào)也保證了傳送到接收端實(shí)體的包的按序接收。然后接收端實(shí)體對(duì)已成功收到的字節(jié)發(fā)回一個(gè)相應(yīng)的確認(rèn)(ACK)；如果發(fā)送端實(shí)體在合理的往返時(shí)延(RTT)內(nèi)未收到確認(rèn)，那么對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)（假設(shè)丟失了）將會(huì)被重傳。

【提供擁塞控制】
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞的時(shí)候，TCP能夠減小向網(wǎng)絡(luò)注入數(shù)據(jù)的速率和數(shù)量，緩解擁塞

【TCP提供全雙工通信】
TCP允許通信雙方的應(yīng)用程序在任何時(shí)候都能發(fā)送數(shù)據(jù)，因?yàn)門CP連接的兩端都設(shè)有緩存，用來(lái)臨時(shí)存放雙向通信的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，TCP可以立即發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)段，也可以緩存一段時(shí)間以便一次發(fā)送更多的數(shù)據(jù)段（最大的數(shù)據(jù)段大小取決于MSS）

四、TCP和UDP的比較

1??對(duì)比

2??總結(jié)
TCP向上層提供面向連接的可靠服務(wù) ，UDP向上層提供無(wú)連接不可靠服務(wù)。雖然UDP 并沒(méi)有 TCP 傳輸來(lái)的準(zhǔn)確，但是也能在很多實(shí)時(shí)性要求高的地方有所作為。對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性要求高，速度可以相對(duì)較慢的，可以選用TCP。

五、HTTP本身就是一個(gè)協(xié)議，是從Web服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議

HTTP(超文本傳輸協(xié)議)是利用TCP在兩臺(tái)電腦(通常是Web服務(wù)器和客戶端)之間傳輸信息的協(xié)議?？蛻舳耸褂肳eb瀏覽器發(fā)起HTTP請(qǐng)求給Web服務(wù)器，Web服務(wù)器發(fā)送被請(qǐng)求的信息給客戶端。

HTTP協(xié)議是建立在請(qǐng)求/響應(yīng)模型上的。首先由客戶建立一條與服務(wù)器的TCP鏈接，并發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到服務(wù)器，請(qǐng)求中包含請(qǐng)求方法、URL、協(xié)議版本以及相關(guān)的MIME樣式的消息。服務(wù)器響應(yīng)一個(gè)狀態(tài)行，包含消息的協(xié)議版本、一個(gè)成功和失敗碼以及相關(guān)的MIME式樣的消息。

HTTP/1.0為每一次HTTP的請(qǐng)求/響應(yīng)建立一條新的TCP鏈接，因此一個(gè)包含HTML內(nèi)容和圖片的頁(yè)面將需要建立多次的短期的TCP鏈接。一次TCP鏈接的建立將需要3次握手。

另外，為了獲得適當(dāng)?shù)膫鬏斔俣?，則需要TCP花費(fèi)額外的回路鏈接時(shí)間（RTT）。每一次鏈接的建立需要這種經(jīng)常性的開銷，而其并不帶有實(shí)際有用的數(shù)據(jù)，只是保證鏈接的可靠性，因此HTTP/1.1提出了可持續(xù)鏈接的實(shí)現(xiàn)方法。HTTP/1.1將只建立一次TCP的鏈接而重復(fù)地使用它傳輸一系列的請(qǐng)求/響應(yīng)消息，因此減少了鏈接建立的次數(shù)和經(jīng)常性的鏈接開銷。

雖然HTTP本身是一個(gè)協(xié)議，但其最終還是基于TCP的。

六、SOCKET：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API

Socket是應(yīng)用層與TCP/IP協(xié)議族通信的中間軟件抽象層，它是一組接口。在設(shè)計(jì)模式中，Socket其實(shí)就是一個(gè)門面模式，它把復(fù)雜的TCP/IP協(xié)議族隱藏在Socket接口后面。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，一組簡(jiǎn)單的接口就是全部，讓Socket去組織數(shù)據(jù)，以符合指定的協(xié)議。

Socket 接口是TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的API，Socket接口定義了許多函數(shù)或例程，用以開發(fā)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序。

這是為了實(shí)現(xiàn)以上的通信過(guò)程而建立成來(lái)的通信管道，其真實(shí)的代表是客戶端和服務(wù)器端的一個(gè)通信進(jìn)程，雙方進(jìn)程通過(guò)Socket進(jìn)行通信，而通信的規(guī)則采用指定的協(xié)議。Socket只是一種連接模式，不是協(xié)議。TCP、UDP簡(jiǎn)單的說(shuō)（雖不準(zhǔn)確）是兩個(gè)最基本的協(xié)議，很多其它協(xié)議都是基于這兩個(gè)協(xié)議的。比如，HTTP基于TCP，用Socket可以創(chuàng)建TCP連接，也可以創(chuàng)建UDP連接，這意味著，用Socket可以創(chuàng)建任何協(xié)議的連接，因?yàn)槠渌鼌f(xié)議都是基于此的。

綜上所述：需要IP協(xié)議來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)；TCP是一種允許我們安全傳輸數(shù)據(jù)的機(jī)制。使用TCP協(xié)議來(lái)傳輸數(shù)據(jù)的HTTP是Web服務(wù)器和客戶端使用的特殊協(xié)議。HTTP基于TCP協(xié)議，但是卻可以使用Socket去建立一個(gè)TCP連接。