TCP
TCP 的特性
CP 提供一種面向連接的、可靠的字節流服務
在一個 TCP 連接中，僅有兩方進行彼此通信。廣播和多播不能用於 TCP
TCP 使用校驗和，確認和重傳機制來保證可靠傳輸
TCP 給數據分節進行排序，並使用累積確認保證數據的順序不變和非重複
TCP 使用滑動窗口機制來實現流量控制，通過動態改變窗口的大小進行擁塞控制
注意：TCP 並不能保證數據一定會被對方接收到，因爲這是不可能的。TCP 能夠做到的是，如果有可能，就把數據遞送到接收方，否則就（通過放棄重傳並且中斷連接這一手段）通知用戶。因此準確說 TCP 也不是 100% 可靠的協議，它所能提供的是數據的可靠遞送或故障的可靠通知。
三次握手與四次揮手
所謂三次握手(Three-way Handshake)，是指建立一個 TCP 連接時，需要客戶端和服務器總共發送3個包。
三次握手的目的是連接服務器指定端口，建立 TCP 連接，並同步連接雙方的序列號和確認號，交換 TCP 窗口大小信息。在 socket 編程中，客戶端執行 connect() 時。將觸發三次握手。
第一次握手(SYN=1, seq=x):
客戶端發送一個 TCP 的 SYN 標誌位置1的包，指明客戶端打算連接的服務器的端口，以及初始序號 X,保存在包頭的序列號(Sequence Number)字段裏。
發送完畢後，客戶端進入 SYN_SEND 狀態。
第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1):
服務器發回確認包(ACK)應答。即 SYN 標誌位和 ACK 標誌位均爲1。服務器端選擇自己 ISN 序列號，放到 Seq 域裏，同時將確認序號(Acknowledgement Number)設置爲客戶的 ISN 加1，即X+1。 發送完畢後，服務器端進入 SYN_RCVD 狀態。
第三次握手(ACK=1，ACKnum=y+1)
客戶端再次發送確認包(ACK)，SYN 標誌位爲0，ACK 標誌位爲1，並且把服務器發來 ACK 的序號字段+1，放在確定字段中發送給對方，並且在數據段放寫ISN的+1
發送完畢後，客戶端進入 ESTABLISHED 狀態，當服務器端接收到這個包時，也進入 ESTABLISHED 狀態，TCP 握手結束。
TCP 的連接的拆除需要發送四個包，因此稱爲四次揮手(Four-way handshake)，也叫做改進的三次握手。客戶端或服務器均可主動發起揮手動作，在 socket 編程中，任何一方執行 close() 操作即可產生揮手操作。
第一次揮手(FIN=1，seq=x)
假設客戶端想要關閉連接，客戶端發送一個 FIN 標誌位置爲1的包，表示自己已經沒有數據可以發送了，但是仍然可以接受數據。
發送完畢後，客戶端進入 FIN_WAIT_1 狀態。
第二次揮手(ACK=1，ACKnum=x+1)
服務器端確認客戶端的 FIN 包，發送一個確認包，表明自己接受到了客戶端關閉連接的請求，但還沒有準備好關閉連接。
發送完畢後，服務器端進入 CLOSE_WAIT 狀態，客戶端接收到這個確認包之後，進入 FIN_WAIT_2 狀態，等待服務器端關閉連接。
第三次揮手(FIN=1，seq=y)
服務器端準備好關閉連接時，向客戶端發送結束連接請求，FIN 置爲1。
發送完畢後，服務器端進入 LAST_ACK 狀態，等待來自客戶端的最後一個ACK。
第四次揮手(ACK=1，ACKnum=y+1)
客戶端接收到來自服務器端的關閉請求，發送一個確認包，並進入 TIME_WAIT狀態，等待可能出現的要求重傳的 ACK 包。
服務器端接收到這個確認包之後，關閉連接，進入 CLOSED 狀態。
客戶端等待了某個固定時間（兩個最大段生命週期，2MSL，2 Maximum Segment Lifetime）之後，沒有收到服務器端的 ACK ，認爲服務器端已經正常關閉連接，於是自己也關閉連接，進入 CLOSED 狀態。
SYN攻擊
什麼是 SYN 攻擊（SYN Flood）？
在三次握手過程中，服務器發送 SYN-ACK 之後，收到客戶端的 ACK 之前的 TCP 連接稱爲半連接(half-open connect)。此時服務器處於 SYN_RCVD 狀態。當收到 ACK 後，服務器才能轉入 ESTABLISHED 狀態.
SYN 攻擊指的是，攻擊客戶端在短時間內僞造大量不存在的IP地址，向服務器不斷地發送SYN包，服務器回覆確認包，並等待客戶的確認。由於源地址是不存在的，服務器需要不斷的重發直至超時，這些僞造的SYN包將長時間佔用未連接隊列，正常的SYN請求被丟棄，導致目標系統運行緩慢，嚴重者會引起網絡堵塞甚至系統癱瘓。
SYN 攻擊是一種典型的 DoS/DDoS 攻擊。
如何檢測 SYN 攻擊？
檢測 SYN 攻擊非常的方便，當你在服務器上看到大量的半連接狀態時，特別是源IP地址是隨機的，基本上可以斷定這是一次SYN攻擊。在 Linux/Unix 上可以使用系統自帶的 netstats 命令來檢測 SYN 攻擊。
如何防禦 SYN 攻擊？
SYN攻擊不能完全被阻止，除非將TCP協議重新設計。我們所做的是儘可能的減輕SYN攻擊的危害，常見的防禦 SYN 攻擊的方法有如下幾種：
縮短超時（SYN Timeout）時間
增加最大半連接數
過濾網關防護
SYN cookies技術
TCP KeepAlive
TCP 的連接，實際上是一種純軟件層面的概念，在物理層面並沒有“連接”這種概念。TCP 通信雙方建立交互的連接，但是並不是一直存在數據交互，有些連接會在數據交互完畢後，主動釋放連接，而有些不會。在長時間無數據交互的時間段內，交互雙方都有可能出現掉電、死機、異常重啓等各種意外，當這些意外發生之後，這些 TCP 連接並未來得及正常釋放，在軟件層面上，連接的另一方並不知道對端的情況，它會一直維護這個連接，長時間的積累會導致非常多的半打開連接，造成端系統資源的消耗和浪費，爲了解決這個問題，在傳輸層可以利用 TCP 的 KeepAlive 機制實現來實現。主流的操作系統基本都在內核裏支持了這個特性。
TCP KeepAlive 的基本原理是，隔一段時間給連接對端發送一個探測包，如果收到對方迴應的 ACK，則認爲連接還是存活的，在超過一定重試次數之後還是沒有收到對方的迴應，則丟棄該 TCP 連接。
TCP-Keepalive-HOWTO 有對 TCP KeepAlive 特性的詳細介紹，有興趣的同學可以參考。這裏主要說一下，TCP KeepAlive 的侷限。首先 TCP KeepAlive 監測的方式是發送一個 probe 包，會給網絡帶來額外的流量，另外 TCP KeepAlive 只能在內核層級監測連接的存活與否，而連接的存活不一定代表服務的可用。例如當一個服務器 CPU 進程服務器佔用達到 100%，已經卡死不能響應請求了，此時 TCP KeepAlive 依然會認爲連接是存活的。因此 TCP KeepAlive 對於應用層程序的價值是相對較小的。需要做連接保活的應用層程序，例如 QQ，往往會在應用層實現自己的心跳功能。
UDP 簡介
UDP 是一個簡單的傳輸層協議。和 TCP 相比，UDP 有下面幾個顯著特性：
UDP 缺乏可靠性。UDP 本身不提供確認，序列號，超時重傳等機制。UDP 數據報可能在網絡中被複制，被重新排序。即 UDP 不保證數據報會到達其最終目的地，也不保證各個數據報的先後順序，也不保證每個數據報只到達一次
UDP 數據報是有長度的。每個 UDP 數據報都有長度，如果一個數據報正確地到達目的地，那麼該數據報的長度將隨數據一起傳遞給接收方。而 TCP 是一個字節流協議，沒有任何（協議上的）記錄邊界。
UDP 是無連接的。UDP 客戶和服務器之前不必存在長期的關係。UDP 發送數據報之前也不需要經過握手創建連接的過程。
UDP 支持多播和廣播。