TCP/IP協議

IP地址（IP Address）
計算機分布在世界各地，要想和它們通信，必須要知道確切的位置。確定計算機位置的方式有多種，IP 地址是最常用的，例如，114.114.114.114 是國內第一個、全球第三個開放的 DNS 服務地址，127.0.0.1 是本機地址。

其實，我們的計算機并不知道 IP 地址對應的地理位置，當要通信時，只是將 IP 地址封裝到要發送的數據包中，交給路由器去處理。路由器有非常智能和高效的算法，很快就會找到目標計算機，并將數據包傳遞給它，完成一次單向通信。

目前大部分軟件使用 IPv4 地址，但 IPv6 也正在被人們接受，尤其是在教育網中，已經大量使用。

端口（Port）
有了 IP 地址，雖然可以找到目標計算機，但仍然不能進行通信。一臺計算機可以同時提供多種網絡服務，例如Web服務、FTP服務（文件傳輸服務）、SMTP服務（郵箱服務）等，僅有 IP 地址，計算機雖然可以正確接收到數據包，但是卻不知道要將數據包交給哪個網絡程序來處理，所以通信失敗。

為了區分不同的網絡程序，計算機會為每個網絡程序分配一個獨一無二的端口號（Port Number），例如，Web服務的端口號是 80，FTP 服務的端口號是 21，SMTP 服務的端口號是 25。

端口（Port）是一個虛擬的、邏輯上的概念。可以將端口理解為一道門，數據通過這道門流入流出，每道門有不同的編號，就是端口號。

協議（Protocol）
協議（Protocol）就是網絡通信的約定，通信的雙方必須都遵守才能正常收發數據。協議有很多種，例如 TCP、UDP、IP 等，通信的雙方必須使用同一協議才能通信。協議是一種規范，由計算機組織制定，規定了很多細節，例如，如何建立連接，如何相互識別等。
協議僅僅是一種規范，必須由計算機軟件來實現。例如 IP 協議規定了如何找到目標計算機，那么各個開發商在開發自己的軟件時就必須遵守該協議，不能另起爐灶。

所謂協議族（Protocol Family），就是一組協議（多個協議）的統稱。最常用的是 TCP/IP 協議族，它包含了 TCP、IP、UDP、Telnet、FTP、SMTP 等上百個互為關聯的協議，由于 TCP、IP 是兩種常用的底層協議，所以把它們統稱為 TCP/IP 協議族。

TCP UDP 介紹

TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)：是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議。

UDP(User Datagram Protocol，用戶數據報協議)：，是 OSI（Open System Interconnection，開放式系統互聯） 參考模型中一種無連接的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

TCP UDP 特點

TCP特點：
　　1、tcp是面向連接的，通信之前需要建立連接，通信結束之后還需釋放連接（三次握手，四次揮手）
　　2、tcp提供了很可靠的支付服務，可靠也就是說：tcp的數據沒有重復、沒有丟失、沒有錯誤、并且和發送端的數據是一致的。
　　3、tcp是面向字節流的。也就是tcp是以字節為單位，雖然傳輸的過程中數據被劃分為了一個一個數據報文，但是這只是為了方便傳輸，接收端最終接受到的數據和發送端接收到的數據是一樣的。
　　4、tcp提供全雙工通信：就是tcp的兩端即可以作為發送端，也可以作為接收端。
　　5、最重要的一點就是一個tcp的連接只能有兩個端點，支持一對一通信。
　　6、tcp首部含有20個字節。

UDP特點：
　　1、首先udp是無連接的，通信結束也不需要釋放連接。
　　2、upd是一種不可靠的協議，發出去就不管了。
　　3、udp是一種面向報文的鏈接；udp數據傳輸的單位是報文，而且不會對數據做任何的拆分和拼接操作。在發送端，應用程序給傳輸層的udp什么樣的數據，udp不會對數據進行拆分，最會增加一個udp頭并且交給網絡層。在接收端，udp收到網絡層的數據之后，除去ip（網絡層協議）數據報頭部后便交給應用層，不會做任何的拼接操作。
　　4、udp是不存在擁塞控制的，并且始終就是用恒定的速率發送數據，并不會根據網絡擁塞情況對發送速率做調整。這個狀況下就會存在優勢和弊端；弊端就是：網絡擁塞時有些報文就會丟失，所以才說udp是不可靠的協議；他的優點就是有些使用場景允許報文丟失，比如：直播，語音通話，但是對實時性要求比較高。
　　5、udp支持一對一，一對多，多對多，多對一通信。
　　6、udp首部的開銷比較小，只有8個字節。相對于tcp來說，效率還是很高的。

TCP UDP 優缺點

TCP優點：可靠，穩定。tcp的可靠體現在tcp在傳遞數據之前，會有三次握手來建立連接，而且在數據傳遞時，有確認，窗口，重傳，擁塞控制機制，在數據傳完后，還會斷開連接用來節約系統資源。

TCP缺點：速度慢，效率低，占用系統資源高，易被攻擊。TCP在傳遞數據之前，要先建連接，這會消耗時間，而且在數據傳遞時，確認機制，重傳機制，擁塞機制等都會消耗大量的時間，而且要在每臺設備上維護所有的傳輸連接，事實上，每個連接都會占用系統的CPU，內存等硬件資源。而且，因為TCP有確認機制，三次握手機制，這些也導致TCP容易被人利用，實現DOS，DDOS，CC等攻擊。

UDP優點：速度快，比TCP稍安全。UDP沒有TCP的握手，確認，窗口，重傳，擁塞控制等機制。UDP是一個無狀態的傳輸協議，所以它在傳遞數據時非常快。沒有TCP的這些機制，UDP較TCP被攻擊者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是無法避免攻擊的。比如：UDP Flood攻擊。

UDP缺點：不可靠，不穩定。因為UDP沒有TCP那些可靠的機制，在數據傳遞時，如果網絡質量不好，就會容易丟包。

TCP UDP 區別

TCP基于連接，需要經過三次握手建立可靠連接，可簡單類比打電話過程：A打給B（1），B接通電話并向A問好（2），A聽到B的問好后向B問好（3），之后開始聊正事，且聊天過程式實時同步有序的。

UDP不基于連接，類似于線上聊天，給對方發消息不經過對方同意，發送的消息對方可能未收到，也可能收到亂序的消息。

	UDP	TCP
是否連接	無連接	連接
是否可靠	不可靠傳輸，不使用流量控制和擁塞控制	可靠傳輸，使用流量控制和擁塞控制
占用資源	少	多
連接對象個數	支持一對一，一對多，多對一和多對多交互通信	只能是一對一通信
傳輸方式	面向報文	面向字節流
首部開銷	首部開銷小，僅8字節	首部最小20字節，最大60字節
適用場景	適用于實時應用（IP電話、視頻會議、直播等）	適用于要求可靠傳輸的應用，例如文件傳輸