TCP和UDP都是传输层的协议，用来定义数据传输的协议。

1. TCP

TCP的特点是面向连接，可靠。

面向连接体现在，在数据传输之前，需在客户端和服务器之间通过三次握手建立连接。数据传输完之后，需通过四次挥手断开连接。

三次握手和四次挥手的过程就不展开讲了，注意理解 为什么是三次握手? 以及为什么时四次挥手？

面向连接是TCP可靠性的体现之一，因为数据都是在 TCP 连接上进行传输的，有效的连接能够保证传输的可靠性。

可靠性的体现：

1. 校验和

在发送方将整个报文分为16位的段，然后将所有段进行反码相加，将结果存放在校验和字段中。

接收方使用相同的方法进行计算，再加校验和，如果所有位都为1则正确，否则错误。

2. 序列号机制

TCP对每个字节的数据都进行了编号，即序列号。

a、保证可靠性（当接收到的数据总少了某个序号的数据时，能马上知道）
b、保证数据的按序到达
c、提高效率，可实现多次发送，一次确认
d、去除重复数据

3. 确认应答机制 ACK

在TCP的首部中有一个标志位——ACK，此标志位表示确认号是否有效。接收方对于按序到达的数据会进行确认，当标志位ACK=1时确认首部的确认字段有效。进行确认时，确认字段值表示这个值之前的数据都已经按序到达了。而发送方如果收到了已发送的数据的确认报文，则继续传输下一部分数据；而如果等待了一定时间还没有收到确认报文就会启动重传机制。

4. 超时重传机制

如果发送方在发送报文一段时间后没有收到确认ACK，会启动重传机制。

未收到ACK，不一定是数据包丢了，也可能是确认ACK丢了。

如果是确认ACK丢了，启动重传机制后，接收方会收到两次相同的数据，可通过序列号对其去重。

5. 流量控制

接收方处理数据的速度是有限的，如果发送方发送数据速度过快，就会堆满接收方窗口，发送方继续发送，会导致丢包，重传等一系列动作。

流量控制就是根据接收方的处理能力（接收缓冲区的“剩余空间大小”）来反向制衡发送方的发送速率（窗口大小）。

当接收端接收到发送方的数据后，在应答报文ACK中携带缓冲区的剩余大小。

如果接收方反馈的剩余大小为0，则发送方会发送试探报文，试探出接收方剩余的窗口大小。

滑动窗口机制：

为了提高 tcp 的通信效率，使用滑动窗口来同时发送和接收多个数据包。

 上图中，每 1000 个字节表示一个数据包。发送端同时发送了 3 个数据包（2001-5000），接收端响应的确认应答包为“下一个发送4001”，表示接收端成功响应了前两个数据包，没有响应最后一个数据包。此时，最后一个数据包要保留在窗口中。

可能会出现的种情况：

第一种：ACK丢失。

如果前面的数据（比如3001-4000）没有收到 ACK 确认包，而后面的数据（比如4001-5000）收到了ACK确认包，则发送端不需要重新发送前面的数据包。

如果是最后一个数据包丢了，最后有个 FIN 包作为接收响应。

第二种：数据包丢了

如果数据包丢了就会进行重传，此处重传只是重传丢了的数据,其他数据不需要额外重传。

如果中间两次丢包：

第三种：数据包先发后到

TCP适合场景：

Web项目中常见的服务器和浏览器之间的数据传输，文件传输，远程登陆等等。

2. UDP

UDP不需要建立连接，直接发送数据，无连接使得UDP不存在建立连接的时延。

不保证可靠性，没有TCP的确认机制、重传机制，如果因为网络原因没有传送到接收端，UDP也不会给应用层返回错误信息。

UDP面向报文，应用层交给传输层多长的报文，UDP都会一次发送，报文是UDP发送数据的最小单位

UDP也有校验和机制，只用来检错，机制与TCP校验和相同。如果UDP校验和校验出UDP数据报是错误的，可以丢弃，也可以交付上层，但是要附上错误报告，告诉上层这是错误的数据报。

适合场景：适合于对速率和时延要求高，但对准确性要求不高的场景。如：网络聊天，网络电话等等