Python學(xué)習(xí)【TCP/IP】

TCP與UDP的區(qū)別

1.TCP是面向連接的傳輸協(xié)議，傳輸前雙方需建立連接通道，而UDP可以直接傳輸。

2.TCP傳輸信息可靠，信息傳輸無差錯(cuò)，不丟失，不重復(fù)，且按序到達(dá)。UDP傳輸不保證可靠。

3.TCP是字節(jié)流傳輸（較長(zhǎng)數(shù)據(jù)分割成數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳輸），而UDP是報(bào)文流傳輸（給多少傳多少）。

4.TCP為了實(shí)現(xiàn)傳輸可靠性使用了較為復(fù)雜的算法和實(shí)現(xiàn)過程，不適用于實(shí)時(shí)傳輸，UDP實(shí)時(shí)性較好。

5.每一條TCP連接只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，UDP支持一對(duì)一，一對(duì)多，多對(duì)一，多對(duì)多。

6.TCP占用系統(tǒng)資源較多，UDP相對(duì)較少。

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TCP三次握手的具體過程? 并解釋為什么需要三次握手?

第一次握手：客戶端向服務(wù)端發(fā)出請(qǐng)求，發(fā)送SYN包（同步序列編號(hào)）到客戶端，并進(jìn)入SYN_SENT狀態(tài)。

第二次握手：服務(wù)端獲取到SYN包后，需要回復(fù)確認(rèn)ACK，同時(shí)發(fā)送自己的SYN，并進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài)。

第三次握手：客戶端獲取到服務(wù)端發(fā)送的ACK和SYN后，需要回復(fù)確認(rèn)ACK，發(fā)送完畢后，兩端同時(shí)進(jìn)入ESTABLISHED（TCP連接成功）狀態(tài)，完成三次握手。

分析：

TCP可視為全雙工通信，分為兩個(gè)通信方向：Client>>Server / Server>>Client。

第一次握手：客戶端提交數(shù)據(jù)傳輸請(qǐng)求。
(C提交申請(qǐng)，但C自身并不知道C>>S 和S>>C是否可行)

第二次握手：服務(wù)端應(yīng)答客戶端，表示確認(rèn)接收到客戶端數(shù)據(jù)，并發(fā)出SYN，等待客戶端應(yīng)答。
(S對(duì)C的請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答，S可確認(rèn)C>>S可行，但不知道S>>C是否可行)

第三次握手：客戶端應(yīng)答服務(wù)端，表示確認(rèn)接收到服務(wù)端數(shù)據(jù)，建立連接。
(C對(duì)S請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答，C可知S>>C和C>>S均可行，S接收應(yīng)答后可知S>>C可行，即可建立連接)

三次握手是對(duì)可靠傳輸進(jìn)行確認(rèn)的必要過程，完成三次握手可確保信息傳輸?shù)目煽啃?。在兩端未確認(rèn)的情況下進(jìn)行傳輸，可能會(huì)導(dǎo)致信息重發(fā)等問題出現(xiàn)。

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TCP四次斷開連接的過程， 并分析為什么斷開需要四次?

第一步，當(dāng)主機(jī)A的應(yīng)用程序通知TCP數(shù)據(jù)已經(jīng)發(fā)送完畢時(shí)，TCP向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)帶有FIN附加標(biāo)記的報(bào)文段（FIN表示英文finish）。

第二步，主機(jī)B收到這個(gè)FIN報(bào)文段之后，并不立即用FIN報(bào)文段回復(fù)主機(jī)A，而是先向主機(jī)A發(fā)送一個(gè)確認(rèn)序號(hào)ACK，同時(shí)通知自己相應(yīng)的應(yīng)用程序：對(duì)方要求關(guān)閉連接（先發(fā)送ACK的目的是為了防止在這段時(shí)間內(nèi)，對(duì)方重傳FIN報(bào)文段）。

第三步，主機(jī)B的應(yīng)用程序告訴TCP：我要徹底的關(guān)閉連接，TCP向主機(jī)A送一個(gè)FIN報(bào)文段。

第四步，主機(jī)A收到這個(gè)FIN報(bào)文段后，向主機(jī)B發(fā)送一個(gè)ACK表示連接徹底釋放。

分析：

同樣，關(guān)閉連接前要兩端都確認(rèn)自己本端和對(duì)端數(shù)據(jù)傳輸完畢。即獲取對(duì)方發(fā)送的FIN并應(yīng)答(ACK)告訴對(duì)方自己獲取到了對(duì)方的FIN。

第一步，A主機(jī)給發(fā)給B主機(jī)的消息傳輸完畢，向B發(fā)送FIN，告知B自己發(fā)送完畢，準(zhǔn)備關(guān)閉連接。
（此時(shí)A傳輸完畢發(fā)出FIN，但不知道B是否發(fā)送完畢，也不知道B是否接收到自己的FIN報(bào)文）

第二步，B主機(jī)在未發(fā)送完畢的情況下接收到A的FIN，向A回復(fù)ACK且通知本機(jī)應(yīng)用層，并將未發(fā)送完畢的數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送完。
（B得知A發(fā)送完畢，A接收ACK后得知B接收到自己發(fā)送的FIN報(bào)文）

第三步，B主機(jī)發(fā)送完畢后，發(fā)出FIN報(bào)文，并等待A的應(yīng)答（2MSL內(nèi)沒有收到A的應(yīng)答，則重發(fā)）
（B傳輸完畢，但不知道A是否接收到自己的FIN報(bào)文）
（MSL指一個(gè)片段在網(wǎng)絡(luò)中最大的存活時(shí)間，2MSL就是一個(gè)發(fā)送和一個(gè)回復(fù)所需的最大時(shí)間）

第四步，A收到B的FIN報(bào)文，做出ACK應(yīng)答，在等待2MSL后自行關(guān)閉。
（A應(yīng)答，B收到后得知A收到了自己的FIN報(bào)文，B關(guān)閉，A在2MSL內(nèi)沒有收到B的FIN重發(fā)，判斷B已經(jīng)收到了自己的ACK，A關(guān)閉）

四次揮手可以看作是改良版的三次握手，只不過在第二次握手時(shí)考慮到B端數(shù)據(jù)沒有發(fā)送完畢的情況，因此ACK和FIN分兩次進(jìn)行發(fā)送，變成了四次。

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