一、面向連接的協(xié)議
UDP是一種無連接的協(xié)議，而TCP則是一種面向連接的協(xié)議。所謂面向連接的協(xié)議，就是在兩個對等端內部網(wǎng)之間直接建立邏輯連接。
它通過跟蹤數(shù)據(jù)的傳送，并確認和跟蹤序號來確保它成功到達接收方。簡單來說，TCP傳輸數(shù)據(jù)比UDP安全。
二、TCP握手
TCP面向連接的傳輸是以兩個主機間的握手開始的。一個主機發(fā)送到另一個主機之間的握手有以下三個作用：
1、確保目的主機可用
2、確保目的主機正在偵聽目標端口號
3、通知給目的主機發(fā)出者的序號，是雙方在傳輸數(shù)據(jù)時可以進行跟蹤。
三、TCP數(shù)據(jù)包
TCP主機之間通過握手進程互相建立起來一種虛擬連接。在握手期間，主機之間交換序號，當數(shù)據(jù)從一臺主機發(fā)送到另一臺主機時序號便跟蹤這些數(shù)據(jù)。
TCP把數(shù)據(jù)轉換成連續(xù)的字節(jié)流，但是不能分辨出字節(jié)流的基礎消息和消息邊界。接收到字節(jié)流后，上層應用程序再把字節(jié)流解釋成消息。
可以這么說：發(fā)送方將數(shù)據(jù)按協(xié)議封裝成TCP數(shù)據(jù)包，接收方也按協(xié)議讀取TCP數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)。
TCP數(shù)據(jù)包的最大值為65495字節(jié)。65495 = 總長度 - IP題頭（20字節(jié)）- TCP題頭（20字節(jié)）
下圖描述了數(shù)據(jù)是怎么分割的和怎么在數(shù)據(jù)開始部分加上題頭（IP題頭、TCP題頭、以太網(wǎng)題頭）：
（根據(jù)協(xié)議層的不同，封裝在數(shù)據(jù)包中的信息有不同的名稱）
四、TCP建立連接：三次握手
1、建立連接時，客戶機向服務器發(fā)送一個TCP數(shù)據(jù)包，這個數(shù)據(jù)包中不含有任何數(shù)據(jù)，只有客戶機的啟動順序、使用的目的端口號和TCP數(shù)據(jù)包的
最大分段大小（MSS），還包含一個同步標識——SYN（同步序號，假設SYN值為A）；
2、服務器對自己的啟動序號和最大分段大小進行回復，即首先確認客戶機的SYN:發(fā)送一個ACK數(shù)據(jù)包，ACK數(shù)據(jù)包中的值為（A+1）；
再發(fā)送一個SYN（里面是自己的序列號，假設為B），并定義MSS的大小。然后設置認領位，承認已接收到第一個數(shù)據(jù)包。
3、客戶機接收到了服務器的序號和分段大小信息，就發(fā)送一個ACK（B+1）來確認自己已收到，第三個數(shù)據(jù)包用來結束握手進程。
（三次握手只是我自己的初步理解，以后會逐步完善）
五、TCP終止連接：四次斷開
為什么建立連接要三次握手，而終止連接就要進行四次呢？
只是因為TCP連接是全雙工的，即數(shù)據(jù)可在兩個方向上同時傳遞，所以關閉時每個方向上都要單獨關閉，這種單方向的關閉就叫半關閉。
4次斷開的基本流程：
（1）、當主機一完成數(shù)據(jù)傳輸后，將FIN置為1，提出停止TCP連接的請求；
（2）、主機二收到主機一發(fā)來的FIN后，關閉連接，并將ACK置為1；
（3）、主機二反向提出終止連接，將FIN置為1；
（4）、主機一收到消息后，停止連接，并將ACK置為1，雙方向的關閉結束。
由以上可見，光是建立連接與終止連接就這么多步驟，終于知道TCP為什么慢了？但是正是這樣才提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。當然，三次握手和四次斷開也不是我這寥寥數(shù)語能說清楚的，自己的理解還很淺顯，以后會繼續(xù)完善。
在TCP/IP協(xié)議中，TCP協(xié)議提供可靠的連接服務，采用三次握手建立一個連接，如圖1所示。
（1）第一次握手：建立連接時，客戶端A發(fā)送SYN包（SYN=j）到服務器B，并進入SYN_SEND狀態(tài)，等待服務器B確認。
（2）第二次握手：服務器B收到SYN包，必須確認客戶A的SYN（ACK=j+1），同時自己也發(fā)送一個SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此時服務器B進入SYN_RECV狀態(tài)。
（3）第三次握手：客戶端A收到服務器B的SYN＋ACK包，向服務器B發(fā)送確認包ACK（ACK=k+1），此包發(fā)送完畢，客戶端A和服務器B進入ESTABLISHED狀態(tài)，完成三次握手。
完成三次握手，客戶端與服務器開始傳送數(shù)據(jù)。
圖1 TCP三次握手建立連接
由于TCP連接是全雙工的，因此每個方向都必須單獨進行關閉。這個原則是當一方完成它的數(shù)據(jù)發(fā)送任務后就能發(fā)送一個FIN來終止這個方向的連接。收到一個 FIN只意味著這一方向上沒有數(shù)據(jù)流動，一個TCP連接在收到一個FIN后仍能發(fā)送數(shù)據(jù)。首先進行關閉的一方將執(zhí)行主動關閉，而另一方執(zhí)行被動關閉。
（1）客戶端A發(fā)送一個FIN，用來關閉客戶A到服務器B的數(shù)據(jù)傳送（報文段4）。
（2）服務器B收到這個FIN，它發(fā)回一個ACK，確認序號為收到的序號加1（報文段5）。和SYN一樣，一個FIN將占用一個序號。
（3）服務器B關閉與客戶端A的連接，發(fā)送一個FIN給客戶端A（報文段6）。
（4）客戶端A發(fā)回ACK報文確認，并將確認序號設置為收到序號加1（報文段7）。
TCP采用四次揮手關閉連接如圖2所示。
圖2 TCP四次揮手關閉連接
1．為什么建立連接協(xié)議是三次握手，而關閉連接卻是四次握手呢？
這是因為服務端的LISTEN狀態(tài)下的SOCKET當收到SYN報文的建連請求后，它可以把ACK和SYN（ACK起應答作用，而SYN起同步作用）放在一個報文里來發(fā)送。但關閉連接時，當收到對方的FIN報文通知時，它僅僅表示對方?jīng)]有數(shù)據(jù)發(fā)送給你了；但未必你所有的數(shù)據(jù)都全部發(fā)送給對方了，所以你可以未必會馬上會關閉SOCKET,也即你可能還需要發(fā)送一些數(shù)據(jù)給對方之后，再發(fā)送FIN報文給對方來表示你同意現(xiàn)在可以關閉連接了，所以它這里的ACK報文和FIN報文多數(shù)情況下都是分開發(fā)送的。
2．為什么TIME_WAIT狀態(tài)還需要等2MSL后才能返回到CLOSED狀態(tài)？
這是因為雖然雙方都同意關閉連接了，而且握手的4個報文也都協(xié)調和發(fā)送完畢，按理可以直接回到CLOSED狀態(tài)（就好比從SYN_SEND狀態(tài)到 ESTABLISH狀態(tài)那樣）；但是因為我們必須要假想網(wǎng)絡是不可靠的，你無法保證你最后發(fā)送的ACK報文會一定被對方收到，因此對方處于 LAST_ACK狀態(tài)下的SOCKET可能會因為超時未收到ACK報文，而重發(fā)FIN報文，所以這個TIME_WAIT狀態(tài)的作用就是用來重發(fā)可能丟失的 ACK報文
