TCP是面向通信的协议，会建通过三次握手来建立连接，然后在传递数据，并且断开连接需要四次握手。并且在数据传输的时候会通过底层复杂的算法来对数据进行确认，确认机制，重传机制，拥塞机制，等保证数据的时序性和完整性。不容易丢失数据，只能用于端到端的通信。什么时候应该使用TCP：当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议，均使用了TCP协议。但是开销大

UDP

UDP是面向无连接的通讯协议，硬件之间不需要创建连接,UDP数据包括目的端口号和源端口号信息，由于通讯不需要连接，所以可以实现广播（广播的形式在局域网中大家都能都听到）发送，能够一对多，。UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象，实际应用中要求程序员编程验证。UDP只用于特殊服务采用该协议。例如例如IP电话，视频会议

IP（网际协议）：主要用于规范通信双方处于网络的地址，地址规范化

IP层接受更底层网络接口层（网络接口层例如以太网设备驱动程序）发送的数据包，并且将数据发送给更高层的TCP或者UDP,相反IP层也会从TCP或者UDP接受数据传送到更底层，每一台设备在互联网上的IP都是唯一的。

UDP和TCP对比

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付 Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。

3、UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

4.每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

我们在用Socket编程时，UDP协议要求包小于64K。TCP没有限定；虽然在传输层，TCP不会对数据长度作出限制，由于TCP是数据流协议，因此不存在包大小的限制（暂不考虑缓冲区的大小），这是指在用send函数时，数据长度参数不受限制。而实际上，所指定的这段数据并不一定会一次性发送出去，如果这段数据比较长，会被分段发送，如果比较短，可能会等待和下一次数据一起发送。UDP协议要求包小于64K。

但是在网络层（IP）中都会对数据超过1500字节做出拆分，分批发送。TCP保证顺序，但是UDP不保证顺序。

数据链路层以太网协议下TCP和IP的数据长度：

UDP 包的大小就应该是 1500 - IP头(20) - UDP头(8) = 1472(Bytes)
TCP 包的大小就应该是 1500 - IP头(20) - TCP头(20) = 1460 (Bytes)

1.2在TCP/IP模型图例

在上一章节中，我们理解了OSI（open system internation）七层网络模型，那么做在tcp/ip通信模型中会将整个网络划分为5层，以此对应OSI,图例如下。

2：详解TCP通信

我们知道了TCP(传输控制协议)是实现端对端的通信，需要建立三次握手连接，来保证端到端的通道创建。

TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下面是TCP报文格式图：

上图中有几个字段需要重点介绍下：
  （1）序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
  （2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
  （3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
  （A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
  （B）ACK：确认序号有效。
  （C）PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
  （D）RST：重置连接。
  （E）SYN：发起一个新连接。
  （F）FIN：释放一个连接。

需要注意的是：
  （A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
  （B）确认方Ack=发起方Req+1，两端配对。

2.1三次握手创建：

所谓三次握手（Three-Way Handshake）即建立TCP连接，就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，整个流程如下图所示：

（1）第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。
（2）第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。
（3）第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

2.2四次握手断开：

三次握手耳熟能详，所谓四次挥手（Four-Way Wavehand）即终止TCP连接，就是指断开一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，整个流程如下图所示：

由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭，上图描述的即是如此。

（1）第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
（2）第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
（4）第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

2.3为何什么3次握手创建，但是分手需要四次

由于TCP连接是全双工的的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭简单来说。张三对说小红要分手（第一次），小红会把张三的东西还给张三（第二次），小红说可以跟张三分手（第三次），张三分手并把正式分手信息告诉小红（第四次）。

3:socket通信代码实现

3.1什么是socket

socekt是网络编程接口：socket被称作套接字，前边我们讲了TCP/IP模型，里边重要的协议TCP和UDP,那么TCP/IP也需要提供出来可以给程序员做网络开发的编程接口，这就是socket编程接口，http是轿车，提供了封装和显示数据的具体实现形式；socket就是发动机，提供网络通信的能力。

3.2socket代码简单实现

service端代码如下：


package com.thit.socket;
 
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
public class Service1 {
	//代码为固定套路
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口
		//服务端指定端口
		int port=65531;
		ServerSocket service=new ServerSocket(port);
		//service将一直等待连接的到来
		System.out.println("-----service启动了！---------");
 
		Socket socket=service.accept();
		InputStream inputStream=socket.getInputStream();
		byte[] bytes=new byte[1024];
		int len;
		StringBuilder sBuilder=new StringBuilder();
		while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1) {
			sBuilder.append(new String(bytes, 0, len, "UTF-8"));
		}
		System.out.println("service接受的数据是："+sBuilder);
		inputStream.close();
		socket.close();
		service.close();
	}
 
}

客户端代码如下：


package com.thit.socket;
 
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
 
public class Client1 {
 
	public static void main(String[] args) throws Exception, IOException {
		// TODO Auto-generated method stub
		String host="127.0.0.1";
		int port=65531;
		//创建端到端的连接
		Socket socket=new Socket(host, port);
		OutputStream outputStream=socket.getOutputStream();
		String msg="hello word!";
		outputStream.write(msg.getBytes("UTF-8"));
		outputStream.close();
		socket.close();
	}
 
}

然后启动服务端和客户端，得到结果如下：

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