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20天 - TCP 和 UDP 有什么区别？说说 TCP 的三次握手？TCP 是用来解决什么问题？

news 来源：原创 2025/8/22 10:36:39

TCP 和 UDP 有什么区别？

TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）都是传输层的网络协议，它们的主要区别如下：

连接方式

TCP：面向连接的协议，类似于打电话，在数据传输之前需要建立连接，通信结束后需要断开连接。
UDP：无连接的协议，类似于寄信，发送数据时不需要建立连接，直接将数据报发送出去。

可靠性

TCP：提供可靠的、字节流服务。发送端确保数据的完整传输，接收端收到数据后需要发送确认信息，如果发送端没有收到确认信息，会重新发送数据。
UDP：不保证数据传输的可靠性，不提供确认信息和重传机制。发送端发送数据后不关心接收端是否收到，数据可能丢失或顺序混乱。

传输速度

TCP：由于需要建立连接、确认数据和重传机制，速度相对较慢。
UDP：没有连接建立和数据确认等过程，传输速度更快。

数据传输形式

TCP：基于字节流，将数据视为连续的字节序列进行传输，接收端需要根据应用层协议来解析数据。
UDP：基于数据报，每个数据报都有独立的包头和数据部分，接收端收到的是完整独立的数据报。

使用场景

TCP：适用于对数据准确性要求高、数据传输量大的场景，如网页浏览、文件传输、电子邮件等。
UDP：适用于对实时性要求高、数据传输量小的场景，如视频直播、在线游戏、语音通话等。

总结

TCP 强调数据传输的可靠性和完整性，适用于需要确保数据准确到达的场景；UDP 则更注重传输速度和实时性，适用于对数据丢失不太敏感、追求快速传输的场景。

说说 TCP 的三次握手？

TCP 的三次握手是建立连接的过程，确保双方已准备好进行数据传输。具体步骤如下：

第一次握手：客户端向服务器发送一个带有 SYN（同步序列编号）标志的数据包，请求建立连接。这个数据包还包含客户端的初始序列号（ISN），用于后续的数据同步。
第二次握手：服务器收到客户端的 SYN 数据包后，确认客户端的请求，并回送一个带有 SYN 和 ACK（确认）标志的数据包。这个数据包包含服务器的初始序列号，同时将客户端的序列号加 1 作为确认。
第三次握手：客户端收到服务器的 SYN+ACK 数据包后，发送一个带有 ACK 标志的数据包作为确认，将服务器的序列号加 1 作为确认。服务器收到这个 ACK 数据包后，连接建立完成，双方可以开始数据传输。

三次握手的意义

确保双方都已准备好进行通信：通过三次握手，客户端和服务器都能确认对方收到了自己的连接请求和确认信息，确保了连接的可靠性。
同步序列号：双方交换初始序列号，用于后续的数据传输中的数据顺序控制和丢失重传。

示例

假设客户端的初始序列号为 X，服务器的初始序列号为 Y：

客户端发送 SYN 数据包，序列号为 X。
服务器收到后，发送 SYN+ACK 数据包，序列号为 Y，确认号为 X+1。
客户端收到后，发送 ACK 数据包，序列号为 X+1，确认号为 Y+1。

通过这三次握手，客户端和服务器建立了一个可靠的 TCP 连接，可以开始正式的数据传输

TCP 是用来解决什么问题？

TCP（传输控制协议）主要用于解决网络数据传输中的可靠性问题，确保数据能够完整、准确地从发送端传输到接收端。以下是TCP解决的主要问题：

1. 数据丢失

问题：网络传输中数据包可能丢失。
解决方案：TCP通过确认机制和重传机制来解决。发送方在发送数据后会等待接收方的确认信息（ACK）。如果发送方在超时时间内没有收到确认信息，就会认为数据包丢失，并重新发送丢失的数据包。

2. 数据重复

问题：网络传输中数据包可能重复到达。
解决方案：TCP使用序列号来标识每个数据包。接收方通过检查序列号来判断数据包是否重复，如果重复则丢弃。

3. 数据顺序错乱

问题：网络传输中数据包可能顺序错乱。
解决方案：TCP使用序列号和确认号来重组数据包，确保接收方收到的数据是按正确顺序排列的。

4. 网络拥塞

问题：网络传输中可能出现拥塞，导致数据传输变慢或丢包。
解决方案：TCP通过拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免等）来动态调整发送方的数据发送速率，以适应网络的当前状况。

5. 连接管理

问题：如何确保双方在数据传输前都已准备好。
解决方案：TCP通过三次握手来建立可靠的连接，确保双方都已准备好进行数据传输。

6. 数据完整性

问题：如何确保数据在传输过程中未被篡改。
解决方案：TCP使用校验和来验证数据的完整性。接收方在收到数据后会计算校验和，如果与发送方的校验和不一致，则认为数据被篡改或损坏，要求重传。

总结

TCP通过上述机制确保了数据传输的可靠性、顺序性和完整性，适用于对数据准确性要求高的场景，如网页浏览、文件传输、电子邮件等。

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