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TCP,全称传输控制协议,是互联网协议族中非常重要的一员。它是一种面向连接的协议,意味着在数据传输之前,通信双方必须先建立连接。TCP还具有可靠性,它会确保发送的数据被正确接收,不会丢失、重复或乱序。此外,TCP是基于字节流的,这意味着它把数据看作是连续的字节序列,而不是独立的数据包。
TCP连接的建立通过三次握手完成。第一次握手:客户端向服务器发送一个SYN报文,表示请求建立连接。第二次握手:服务器收到SYN报文后,回复一个SYN-ACK报文,表示同意建立连接。第三次握手:客户端收到SYN-ACK报文后,再发送一个ACK报文给服务器,确认连接已建立。通过这三次握手,双方确认了彼此的接收和发送能力,同时交换了初始序列号,为可靠传输奠定基础。
在TCP连接建立后,就开始数据传输阶段。TCP将应用层的数据分割成适当大小的数据段,并为每个数据段分配序列号。接收方收到数据段后,会发送确认号给发送方,表示期望收到的下一个数据段的序列号。如果发送方在一定时间内没有收到确认,它会重新发送数据段。TCP还使用滑动窗口机制来控制数据流量,提高传输效率。
当数据传输完成后,TCP连接需要被终止,这个过程称为四次挥手。第一次挥手:主动关闭方发送FIN报文,表示数据发送完毕。第二次挥手:被动关闭方收到FIN后,发送ACK确认。第三次挥手:被动关闭方发送自己的FIN报文,表示数据也发送完毕。第四次挥手:主动关闭方收到FIN后,发送ACK确认。至此,TCP连接完全关闭。这个过程确保了双方都能安全地释放连接资源。
TCP和UDP是传输层的两个主要协议,它们各有特点。TCP是面向连接的,需要三次握手建立连接,而UDP是无连接的,直接发送数据。TCP提供可靠的数据传输,通过确认、重传、排序等机制保证数据完整,UDP则不保证数据传输的可靠性。TCP传输速度相对较慢,因为需要维护连接状态和可靠性机制,UDP传输速度快,开销小。TCP适用于对数据完整性要求高的场景,如网页浏览、文件传输等,UDP适用于对实时性要求高的场景,如视频直播、在线游戏等。