软件测试之TCP、UPD协议详解

在网络层的中，使用ARP、IP、路由协议，实现了数据的转发，从而实现两个机器之间数据包的传输。但是当数据包特别大的时候，通过网络层的协议，没有办法保证数据的完整性。此时，就需要传输层的协议实现数据包的完整传输。

在传输层中，定义了TCP和UDP这两个协议，并且定义端口的概念，用来寻找应用程序，从而实现端到端的数据传输。

01 TCP协议概述

TCP协议：传输控制协议，就是对数据的传输进行一定的控制。

TCP报文=TCP头部+TCP数据部分。同样，IP数据包也包含tcp数据包或udp数据包。

源端口和目的端口：各占 2 字节，端口是传输层与应用层的服务接口，传输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。

序号：占4个字节，TCP连接中传送的字节流中的每个字节都按顺序编号。

确认号：占4个字节，是期望收到对方下一个报文的第一个数据字节的序号。

ACK：仅当ACK=1时，确认号字段才有效。TCP规定，在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置1；

RST：当 RST=1 时,表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接,然后再重新建立运输连接；

SYN：同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文；

FIN：用来释放一个连接.FIN=1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕,并要求释放运输连接。

02 TCP三次握手

TCP三次握手：即为TCP连接的建立。

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包（seq=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到SYN包，为了确认客户的SYN包，所以发送一个确认包ACK（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

03 TCP四次挥手

TCP四次握手：即为TCP连接的释放。

第一次挥手：Clien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。

第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client,Server进入CLOSE_WAIT状态。

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。

第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，发送ACK给Server，Server进入CLOSED状态，完成四次握手。

04 UDP协议概述

UDP(User Datagram Protocol)：用户数据报协议。是一种无连接的传输层协议，不会创建连接。它的优点为速度快，缺点为会丢包、会出错。

由于UDP协议的特点，所以UPD协议的使用场景如下：

不需要可靠机制，只需要速度快。

流媒体、多媒体游戏、IP电话

资源消耗小

05 TCP协议与UDP协议对比

根据是否连接、传输可靠性、应用场景、速度这几个特点，TCP协议和UDP协议有以下几点不同。

常见的应用层协议中，基于TCP协议的有：HTTP、HTTPS、FTP。基于UDP协议的有：DNS（域名解析协议）等。

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