TCP协议在服务器中的最大表现：连接建立与数据传输的精髓
一、引言
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议，广泛应用于互联网和各种计算机网络中。
在服务器与客户端通信的过程中，TCP协议扮演着至关重要的角色。
其最大表现主要体现在连接建立和数据传输的两大环节上。
本文将深入探讨TCP协议在服务器中的表现，特别是其在每次建立连接时，如何在收发双方之间交换信息。
二、TCP协议概述
TCP协议是一种面向连接的协议，这意味着在数据传输前，需要在服务端和客户端之间建立一个连接。
该连接提供了一种可靠的数据传输服务，这意味着发送的数据会按照相同的顺序和完整性接收。
这种可靠性的保证是通过TCP协议中的一系列机制实现的，包括序列号、确认和重传等。
TCP还是一个基于字节流的协议，这意味着它能处理各种长度的数据块，并能够在不同的网络连接中动态调整数据传输速率。
三、TCP在服务器中的表现
在服务器中，TCP协议的表现主要体现在以下几个方面：
1. 连接建立：TCP通过三次握手建立连接。这是为了确保数据传输的可靠性和稳定性。在每次建立连接时，收发双方都会交换信息。对于服务器来说，这涉及到监听来自客户端的连接请求，并响应这些请求以建立连接。在这个过程中，服务器需要处理各种网络状况，如网络延迟、丢包等，以确保连接的稳定建立。
2. 数据传输：在连接建立后，服务器和客户端可以通过TCP协议进行数据传输。由于TCP是一种可靠的协议，它确保数据能够按照相同的顺序和完整性进行传输。在数据传输过程中，服务器需要处理各种网络状况，如网络拥塞、数据传输速率的变化等，以确保数据的可靠传输。服务器还需要处理数据的分包和合并，以适应不同的网络环境和数据需求。
3. 流量控制：为了防止网络拥塞和数据丢失，TCP协议引入了流量控制机制。在服务器中，这涉及到根据网络状况和数据处理能力调整数据的发送速率。这确保了服务器能够在不同的网络环境中有效地发送数据，避免了网络拥塞和数据丢失的问题。
4. 连接管理：除了连接建立和数据处理外，服务器还需要管理大量的TCP连接。这涉及到连接的状态管理、连接的生命周期管理等。有效的连接管理能够确保服务器在处理大量并发连接时保持高效和稳定。
四、TCP协议在服务器中的优化
为了提高TCP协议在服务器中的表现，可以采取以下优化措施：
1. 使用高性能的TCP实现：不同的操作系统和网络环境可能需要不同的TCP实现来优化性能。使用经过优化的TCP实现可以显著提高服务器的性能。
2. 调整TCP参数：通过调整TCP参数，如缓冲区大小、重传超时时间等，可以优化服务器的性能。这些参数应根据具体的网络环境和应用需求进行调整。
3. 使用拥塞避免机制：通过采用拥塞避免机制，如慢启动和拥塞窗口管理等，可以更有效地处理网络拥塞问题，提高服务器的性能。
五、结论
TCP协议在服务器中的最大表现主要体现在连接建立和数据传输的两大环节上。
通过三次握手建立连接和在数据传输过程中确保数据的可靠性和完整性，TCP协议为服务器提供了强大的支持。
为了提高服务器的性能，可以采取一系列优化措施来优化TCP协议的表现。
未来随着网络技术和应用需求的发展，TCP协议在服务器中的表现将进一步提高，为互联网的发展提供更强的支持。
tcp和udp有什么区别，tcp和udp各有什么优缺点
TCP和UDP的优缺点及区别TCP的优点： 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。
TCP的缺点： 慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击 TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。
而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。
UDP的优点： 快，比TCP稍安全 UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。
没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。
但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击…… UDP的缺点： 不可靠，不稳定 因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。
基于上面的优缺点，那么： 什么时候应该使用TCP： 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。
在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输 ………… 什么时候应该使用UDP： 当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。
比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP ……有些应用场景对可靠性要求不高会用到UPD，比如长视频，要求速率小结TCP与UDP的区别：1.基于连接与无连接；2.对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；程序结构较简单；4.流模式与数据报模式 ；保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证。
tcp协议和udp协议的差别 TCP UDP 是否连接 面向连接 面向非连接 传输可靠性 可靠 不可靠 应用场合 传输大量数据 少量数据 速度 慢 快TCP与UDP区别总结：1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接2、TCP提供可靠的服务。
也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道
简述TCP和UDP的主要区别,为什么有了TCP协议又要有UDP协议,主要应用场合是什么?
TCP是面向连接的传输控制协议，而UDP提供了无连接的数据报服务；TCP具有高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；UDP在传输数据前不建立连接，不对数据报进行检查与修改，无须等待对方的应答，所以会出现分组丢失、重复、乱序，应用程序需要负责传输可靠性方面的所有工作；UDP具有较好的实时性，工作效率较TCP协议高。
TCP—传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。
当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。
TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能顺序地从一端传到另一端。
UDP—用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。
UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。
由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，不保证数据按顺序传递，故而传输速度很快。
TCP协议的通讯过程
你大概说的是3步握手吧，这跟传真机的5部握手很类似。
下面的资料希望对你有用TCP/IP 是很多的不同的协议组成，实际上是一个协议组，TCP 用户数据报表协议(也称作TCP 传输控制协议，Transport Control Protocol。
可靠的主机到主机层协议。
这里要先强调一下，传输控制协议是OSI 网络的第四层的叫法，TCP 传输控制协议是TCP/IP 传输的6 个基本协议的一种。
两个TCP 意思非相同。
)。
TCP 是一种可靠的面向连接的传送服务。
它在传送数据时是分段进行的，主机交换数据必须建立一个会话。
它用比特流通信，即数据被作为无结构的字节流。
通过每个TCP 传输的字段指定顺序号，以获得可靠性。
是在OSI参考模型中的第四层，TCP 是使用IP 的网间互联功能而提供可靠的数据传输，IP 不停的把报文放到网络上，而TCP 是负责确信报文到达。
在协同IP 的操作中TCP 负责：握手过程、报文管理、流量控制、错误检测和处理（控制），可以根据一定的编号顺序对非正常顺序的报文给予从新排列顺序。
关于TCP 的RFC 文档有RFC793、RFC791、RFC1700。
在TCP 会话初期，有所谓的“三握手”：对每次发送的数据量是怎样跟踪进行协商使数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确定的数据确认数及数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。
为了提供可靠的传送，TCP 在发送新的数据之前，以特定的顺序将数据包的序号，并需要这些包传送给目标机之后的确认消息。
TCP 总是用来发送大批量的数据。
当应用程序在收到数据后要做出确认时也要用到TCP。
由于TCP 需要时刻跟踪，这需要额外开销，使得TCP 的格式有些显得复杂。
下面就让我们看一个TCP 的经典案例，这是后来被称为MITNICK 攻击中KEVIN 开创了两种攻击技术：TCP 会话劫持SYN FLOOD（同步洪流）在这里我们讨论的时TCP 会话劫持的问题。
先让我们明白TCP 建立连接的基本简单的过程。
为了建设一个小型的模仿环境我们假设有3 台接入互联网的机器。
A 为攻击者操纵的攻击机。
B 为中介跳板机器（受信任的服务器）。
C 为受害者使用的机器（多是服务器），这里把C 机器锁定为目标机器。
A 机器向B机器发送SYN 包，请求建立连接，这时已经响应请求的B 机器会向A 机器回应SYN/ACK表明同意建立连接，当A 机器接受到B 机器发送的SYN/ACK 回应时，发送应答ACK 建立A 机器与B 机器的网络连接。
这样一个两台机器之间的TCP 通话信道就建立成功了。
B 终端受信任的服务器向C 机器发起TCP 连接，A 机器对服务器发起SYN 信息，使C 机器不能响应B 机器。
在同时A 机器也向B 机器发送虚假的C 机器回应的SYN 数据包，接收到SYN 数据包的B 机器（被C 机器信任）开始发送应答连接建立的SYN/ACK 数据包，这时C 机器正在忙于响应以前发送的SYN 数据而无暇回应B 机器，而A 机器的攻击者预测出B 机器包的序列号（现在的TCP 序列号预测难度有所加大）假冒C 机器向B 机器发送应答ACK 这时攻击者骗取B 机器的信任，假冒C 机器与B 机器建立起TCP 协议的对话连接。
这个时候的C 机器还是在响应攻击者A 机器发送的SYN 数据。
TCP 协议栈的弱点：TCP 连接的资源消耗，其中包括：数据包信息、条件状态、序列号等。
通过故意不完成建立连接所需要的三次握手过程，造成连接一方的资源耗尽。
通过攻击者有意的不完成建立连接所需要的三次握手的全过程，从而造成了C 机器的资源耗尽。
序列号的可预测性，目标主机应答连接请求时返回的SYN/ACK 的序列号时可预测的。
（早期TCP 协议栈，具体的可以参见1981 年出的关于TCP 雏形的RFC793 文档）TCP 头结构TCP 协议头最少20 个字节，包括以下的区域（由于翻译不禁相同，文章中给出相应的英文单词）：TCP 源端口(Source Port)：16 位的源端口其中包含初始化通信的端口。
源端口和源IP 地址的作用是标示报问的返回地址。
TCP 目的端口(Destination port)：16 位的目的端口域定义传输的目的。
这个端口指明报文接收计算机上的应用程序地址接口。
TCP 序列号（序列码,Sequence Number）：32 位的序列号由接收端计算机使用，重新分段的报文成最初形式。
当SYN 出现，序列码实际上是初始序列码（ISN），而第一个数据字节是ISN+1。
这个序列号（序列码）是可以补偿传输中的不一致。
TCP 应答号(Acknowledgment Number)：32 位的序列号由接收端计算机使用，重组分段的报文成最初形式。
，如果设置了ACK 控制位，这个值表示一个准备接收的包的序列码。
数据偏移量(HLEN)：4 位包括TCP 头大小，指示何处数据开始。
保留(Reserved)：6 位值域，这些位必须是0。
为了将来定义新的用途所保留。
标志(Code Bits)：6 位标志域。
表示为：紧急标志、有意义的应答标志、推、重置连接标志、同步序列号标志、完成发送数据标志。
按照顺序排列是：URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。
窗口(Window)：16 位，用来表示想收到的每个TCP 数据段的大小。
校验位(Checksum)：16 位TCP 头。
源机器基于数据内容计算一个数值，收信息机要与源机器数值结果完全一样，从而证明数据的有效性。
优先指针（紧急,Urgent Pointer）：16 位，指向后面是优先数据的字节，在URG标志设置了时才有效。
如果URG 标志没有被设置，紧急域作为填充。
加快处理标示为紧急的数据段。
选项(Option)：长度不定，但长度必须以字节。
如果没有选项就表示这个一字节的域等于0。
填充：不定长，填充的内容必须为0，它是为了数学目的而存在。
目的是确保空间的可预测性。
保证包头的结合和数据的开始处偏移量能够被32 整除，一般额外的零以保证TCP 头是32 位的整数倍。
标志控制功能URG：紧急标志紧急(The urgent pointer) 标志有效。
紧急标志置位，ACK：确认标志确认编号(Acknowledgement Number)栏有效。
大多数情况下该标志位是置位的。
TCP 报头内的确认编号栏内包含的确认编号(w+1，Figure：1)为下一个预期的序列编号，同时提示远端系统已经成功接收所有数据。
PSH：推标志该标志置位时，接收端不将该数据进行队列处理，而是尽可能快将数据转由应用处理。
在处理telnet 或rlogin 等交互模式的连接时，该标志总是置位的。
RST：复位标志复位标志有效。
用于复位相应的TCP 连接。
SYN：同步标志同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)栏有效。
该标志仅在三次握手建立TCP 连接时有效。
它提示TCP 连接的服务端检查序列编号，该序列编号为TCP 连接初始端(一般是客户端)的初始序列编号。
在这里，可以把TCP 序列编号看作是一个范围从0 到4，294，967，295 的32 位计数器。
通过TCP 连接交换的数据中每一个字节都经过序列编号。
在TCP 报头中的序列编号栏包括了TCP 分段中第一个字节的序列编号。
FIN：结束标志带有该标志置位的数据包用来结束一个TCP 回话，但对应端口仍处于开放状态，准备接收后续数据。
服务端处于监听状态，客户端用于建立连接请求的数据包(IP packet)按照TCP/IP协议堆栈组合成为TCP 处理的分段(segment)。
分析报头信息： TCP 层接收到相应的TCP 和IP 报头，将这些信息存储到内存中。
检查TCP 校验和(checksum)：标准的校验和位于分段之中(Figure：2)。
如果检验失败，不返回确认，该分段丢弃，并等待客户端进行重传。
查找协议控制块(PCB{})：TCP 查找与该连接相关联的协议控制块。
如果没有找到，TCP 将该分段丢弃并返回RST。
(这就是TCP 处理没有端口监听情况下的机制) 如果该协议控制块存在，但状态为关闭，服务端不调用connect()或listen()。
该分段丢弃，但不返回RST。
客户端会尝试重新建立连接请求。
建立新的socket：当处于监听状态的socket 收到该分段时，会建立一个子socket，同时还有socket{}，tcpcb{}和pub{}建立。
这时如果有错误发生，会通过标志位来拆除相应的socket 和释放内存，TCP 连接失败。
如果缓存队列处于填满状态，TCP 认为有错误发生，所有的后续连接请求会被拒绝。
这里可以看出SYN Flood 攻击是如何起作用的。
丢弃：如果该分段中的标志为RST 或ACK，或者没有SYN 标志，则该分段丢弃。
并释放相应的内存。
发送序列变量 ： 发送未确认 ： 发送下一个 ： 发送窗口 ： 发送优先指针1 ： 用于最后窗口更新的段序列号2 ： 用于最后窗口更新的段确认号ISS ： 初始发送序列号接收序列号 ： 接收下一个 ： 接收下一个 ： 接收优先指针IRS ： 初始接收序列号当前段变量 ： 段序列号 ： 段确认标记 ： 段长 ： 段窗口 ： 段紧急指针 ： 段优先级CLOSED 表示没有连接，各个状态的意义如下：LISTEN ： 监听来自远方TCP 端口的连接请求。
SYN-SENT ： 在发送连接请求后等待匹配的连接请求。
SYN-RECEIVED ： 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认。
ESTABLISHED ： 代表一个打开的连接，数据可以传送给用户。
FIN-WAIT-1 ： 等待远程TCP 的连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认。
FIN-WAIT-2 ： 从远程TCP 等待连接中断请求。
CLOSE-WAIT ： 等待从本地用户发来的连接中断请求。
CLOSING ： 等待远程TCP 对连接中断的确认。
LAST-ACK ： 等待原来发向远程TCP 的连接中断请求的确认。
TIME-WAIT ： 等待足够的时间以确保远程TCP 接收到连接中断请求的确认。
CLOSED ： 没有任何连接状态。
TCP 连接过程是状态的转换，促使发生状态转换的是用户调用：OPEN，SEND，RECEIVE，CLOSE，ABORT 和STATUS。
传送过来的数据段，特别那些包括以下标记的数据段SYN，ACK，RST 和FIN。
还有超时，上面所说的都会时TCP 状态发生变化。
序列号请注意，我们在TCP 连接中发送的字节都有一个序列号。
因为编了号，所以可以确认它们的收到。
对序列号的确认是累积性的。
TCP 必须进行的序列号比较操作种类包括以下几种：①决定一些发送了的但未确认的序列号。
②决定所有的序列号都已经收到了。
③决定下一个段中应该包括的序列号。
对于发送的数据TCP 要接收确认，确认时必须进行的 = 最老的确认了的序列号。
= 下一个要发送的序列号。
= 接收TCP 的确认，接收TCP 期待的下一个序列号。
= 一个数据段的第一个序列号。
= 数据段中包括的字节数。
+-1 = 数据段的最后一个序列号。
如果一个数据段的序列号小于等于确认号的值，那么整个数据段就被确认了。
而在接收数据时下面的比较操作是必须的 = 期待的序列号和接收窗口的最低沿。
+：1 = 最后一个序列号和接收窗口的最高沿。
= 接收到的第一个序列号。
+：1 = 接收到的最后一个序列号。
