UDP是User Datagram Protocol的簡稱， 中文名是用戶數據報協議，其是面向報文的。
UDP報文格式：
1）源端口：源端口號。在需要對方回信時選用。不需要時可用全0。
2）目的端口：目的端口號。這在終點交付報文時必須要使用到。
3）長度： UDP用戶數據報的長度，其最小值是8（僅有首部）。
4）校驗和：檢測UDP用戶數據報在傳輸中是否有錯。有錯就丟棄。
TCP（Transmission Control Protocol）傳輸控制協議是一種面向連接的、可靠的、基於字節流的傳輸層協議。
TCP報文格式：
1、端口號：用來標識同一臺計算機的不同的應用進程。
1）源端口：源端口和IP地址的作用是標識報文的返回地址。
2）目的端口：端口指明接收方計算機上的應用程序接口。
TCP報頭中的源端口號和目的端口號同IP數據報中的源IP與目的IP唯一確定一條TCP連接。
2、序號和確認號：是TCP可靠傳輸的關鍵部分。
序號是本報文段發送的數據組的第一個字節的序號。在TCP傳送的流中，每一個字節一個序號。e.g.一個報文段的序號爲300，此報文段數據部分共有100字節，則下一個報文段的序號爲400。所以序號確保了TCP傳輸的有序性。
確認號，即ACK，指明下一個期待收到的字節序號，表明該序號之前的所有數據已經正確無誤的收到。確認號只有當ACK標誌爲1時纔有效。比如建立連接時，SYN報文的ACK標誌位爲0。
3、數據偏移／首部長度：4bits。由於首部可能含有可選項內容，因此TCP報頭的長度是不確定的，報頭不包含任何任選字段則長度爲20字節，4位首部長度字段所能表示的最大值爲1111，轉化爲10進製爲15，15*32/8 = 60，故報頭最大長度爲60字節。首部長度也叫數據偏移，是因爲首部長度實際上指示了數據區在報文段中的起始偏移值。
4、保留：爲將來定義新的用途保留，現在一般置0。
5、控制位：URG ACK PSH RST SYN FIN，共6個，每一個標誌位表示一個控制功能。
1）URG：緊急指針標誌，爲1時表示緊急指針有效，爲0則忽略緊急指針。
2）ACK：確認序號標誌，爲1時表示確認號有效，爲0表示報文中不含確認信息，忽略確認號字段。
3）PSH：push標誌，爲1表示是帶有push標誌的數據，指示接收方在接收到該報文段以後，應儘快將這個報文段交給應用程序，而不是在緩衝區排隊。
4）RST：重置連接標誌，用於重置由於主機崩潰或其他原因而出現錯誤的連接。或者用於拒絕非法的報文段和拒絕連接請求。
5）SYN：同步序號，用於建立連接過程，在連接請求中，SYN=1和ACK=0表示該數據段沒有使用捎帶的確認域，而連接應答捎帶一個確認，即SYN=1和ACK=1。
6）FIN：finish標誌，用於釋放連接，爲1時表示發送方已經沒有數據發送了，即關閉本方數據流。
6、窗口：滑動窗口大小，用來告知發送端接受端的緩存大小，以此控制發送端發送數據的速率，從而達到流量控制。窗口大小爲一個16bit字段，因而窗口大小最大爲65535。
7、校驗和：奇偶校驗，此校驗和是對整個的 TCP 報文段，包括 TCP 頭部和 TCP 數據，以 16 位字進行計算所得。由發送端計算和存儲，並由接收端進行驗證。
8、緊急指針：只有當 URG 標誌置 1 時緊急指針纔有效。緊急指針是一個正的偏移量，和順序號字段中的值相加表示緊急數據最後一個字節的序號。 TCP 的緊急方式是發送端向另一端發送緊急數據的一種方式。
9、選項和填充：最常見的可選字段是最長報文大小，又稱爲MSS（Maximum Segment Size），每個連接方通常都在通信的第一個報文段（爲建立連接而設置SYN標誌爲1的那個段）中指明這個選項，它表示本端所能接受的最大報文段的長度。選項長度不一定是32位的整數倍，所以要加填充位，即在這個字段中加入額外的零，以保證TCP頭是32的整數倍。
10、數據部分： TCP 報文段中的數據部分是可選的。在一個連接建立和一個連接終止時，雙方交換的報文段僅有 TCP 首部。如果一方沒有數據要發送，也使用沒有任何數據的首部來確認收到的數據。在處理超時的許多情況中，也會發送不帶任何數據的報文段。
TCP連接的三次握手和斷開連接的四次揮手
TCP連接
建立TCP連接中，最關鍵的地方就是TCP建立連接時三次握手，當然TCP協議中斷開連接設計到的四次揮手也很重要，但斷開連接是後話了。
三次握手示意圖
簡述三次握手
第一次握手
client發送一個SYN(J)包給server，然後等待server的ACK回覆，進入SYN-SENT狀態。p.s: SYN爲synchronize的縮寫，ACK爲acknowledgment的縮寫。
第二次握手
server接收到SYN(seq=J)包後就返回一個ACK(J+1)包以及一個自己的**SYN(K)**包，然後等待client的ACK回覆，server進入SYN-RECIVED狀態。
第三次握手
client接收到server發回的ACK(J+1)包後，進入ESTABLISHED狀態。然後根據server發來的SYN(K)包，返回給等待中的server一個ACK(K+1)包。等待中的server收到ACK回覆，也把自己的狀態設置爲ESTABLISHED。到此TCP三次握手完成，client與server可以正常進行通信了。
爲什麼要進行三次握手
謝希仁版《計算機網絡》中的例子是這樣的，“已失效的連接請求報文段”的產生在這樣一種情況下：client發出的第一個連接請求報文段並沒有丟失，而是在某個網絡結點長時間的滯留了，以致延誤到連接釋放以後的某個時間纔到達server。本來這是一個早已失效的報文段。但server收到此失效的連接請求報文段後，就誤認爲是client再次發出的一個新的連接請求。於是就向client發出確認報文段，同意建立連接。假設不採用“三次握手”，那麼只要server發出確認，新的連接就建立了。由於現在client並沒有發出建立連接的請求，因此不會理睬server的確認，也不會向server發送數據。但server卻以爲新的運輸連接已經建立，並一直等待client發來數據。這樣，server的很多資源就白白浪費掉了。採用“三次握手”的辦法可以防止上述現象發生。例如剛纔那種情況，client不會向server的確認發出確認。server由於收不到確認，就知道client並沒有要求建立連接。”
連接結束
這次過程中，最重要的是TCP連接斷開的四次揮手。
第一次揮手
client發送一個FIN(M)包，此時client進入FIN-WAIT-1狀態，這表明client已經沒有數據要發送了。
第二次揮手
server收到了client發來的FIN(M)包後，向client發回一個ACK(M+1)包，此時server進入CLOSE-WAIT狀態，client進入FIN-WAIT-2狀態。
第三次揮手
server向client發送FIN(N)包，請求關閉連接，同時server進入LAST-ACK狀態。
第四次揮手
client收到server發送的FIN(N)包，進入TIME-WAIT狀態。向server發送**ACK(N+1)**包，server收到client的ACK(N+1)包以後，進入CLOSE狀態；client等待一段時間還沒有得到回覆後判斷server已正式關閉，進入CLOSE狀態。
爲什麼TCP斷開連接是四次揮手
TCP有個半關閉狀態，假設A.B要釋放連接，那麼A發送一個釋放連接報文給B，B收到後發送確認，這個時候A不發數據，但是B如果發數據A還是要接受，這叫半關閉。也就是，第二次揮手後，進入半關閉狀態。這時候server還可以向client發送數據，所以如果要完全斷開連接，那麼server需要再向client發送關閉連接的請求。因此就有後面兩次揮手。
TCP和UDP面試常問知識點總結
UDP的優缺點
優點：①傳輸速率快。傳輸數據前，不需要像TCP一樣建立連接。傳輸數據時，沒有確認、窗口、重傳、擁塞控制等機制
②更安全。沒有了TCP的一些機制，被攻擊者利用的漏洞就少了。
缺點：不可靠，不穩定。沒有類似TCP的機制，在網絡情況不好時，可能會有數據丟失。
TCP優缺點
優點①可靠，穩定。傳遞數據前，會有三次握手建立連接。傳遞數據時，有確認、窗口、重傳、擁塞控制。傳遞數據後，會斷開連接節省系統資源。
缺點：①傳輸慢，效率低，佔用系統資源高。傳遞數據前，建立連接需要耗時。傳遞數據時，確認、重傳、擁塞等會消耗大量時間以及CPU和內存等硬件資源
②易被攻擊。因爲有確認機制，三次握手等機制，容易被人利用，實現DOS 、DDOS攻擊。
TCP如何保證接收的順序性
TCP協議使用SEQ和ACK機制保證了順序性 TCP的每個報文都是有序號的。確認應答信號ACK=收到的SEQ+1。
爲什麼UDP比TCP傳輸更快
TCP需要三次握手
TCP有擁塞控制，流量控制等機制
爲什麼TCP比UDP可靠
TCP是面向有連接的，建立連接之後才發送數據；而UDP則不管對方存不存在都會發送數據。
TCP有確認機制，接收端每收到一個正確包都會迴應給發送端。超時或者數據包不完整的話發送端會重傳。UDP沒有。因此可能丟包。
什麼時候使用TCP
當對網絡通訊質量有要求的時候，比如：整個數據要準確無誤的傳遞給對方，這往往用於一些要求可靠的應用，比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協議，POP、SMTP等郵件傳輸的協議。 在日常生活中，常見使用TCP協議的應用如下： 瀏覽器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件傳輸。
什麼時候使用UDP
當對網絡通訊質量要求不高的時候，要求網絡通訊速度能儘量的快，這時就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常見使用UDP協議的應用如下： QQ語音 QQ視頻 TFTP。
TCP無邊界
客戶端分多次發送數據給服務器，若服務器的緩衝區夠大，那麼服務器端會在客戶端發送完之後一次性接收過來，所以是無邊界的。
UDP有邊界
客戶端每發送一次，服務器端就會接收一次，也就是說發送多少次就會接收多少次，因此是有邊界的。
參考：