TCP/IP协议介绍：
TCP/IP协议分为五层，从上到下，层层包装。最上层为应用层，处于该层的协议有HTTP和FTP协议等，该层传输的基本单位为数据。第二层为传输层，该层包含的协议有TCP和UDP协议等，该层传输的基本单位为数据段。第三层为网络层，该层包含的协议有IP协议，该层传输的基本单位为数据包。第四层为数据链路层，该层包含的协议有MAC协议，该层传输的基本单位为数据帧。第五层为物理层，该层传输的基本单位为比特。下图为TCP/IP协议各层在传输数据单位、设备、协议和表达地址上的对比。
图表 1 TCP/IP五层协议
两台电脑TCP/IP通信的实现原理：
发送端的进程向接收端的进程发送数据，会使用到TCP/IP通信。首先作为发送端的客户端在应用层发送数据。为了传输方便，传输层把从应用层处收到的数据进行分割，并在各个分块上打上序号和端口号后转发给网络层。网络层将接收端的IP添加到数据中，组装成数据包，并转发给数据链路层。数据链路层获取传输层的数据段中的IP，通过ARP地址解析协议，得到接收端的MAC地址，将其添加到数据包中，为了便于数据进出介质，数据链路层在一段数据的前后添加首部和尾部变为数据帧，并将数据帧转发给物理层。物理层将数据帧转化为比特通过物理层设备传输给接收端。接收端通过相反的顺序解析数据，并发送给数据端口号对应的进程。下图为两台电脑TCP/IP通信时数据传输过程。
图表 2 两台电脑TCP/IP数据传输过程
传输层的TCP和UDP协议：
传输层有两个重要的高级协议，分别是UDP和TCP，其中UDP是User Datagram Protocol的简称，称为用户数据报协议，TCP是Transmission Control Protocol的简称，称为传输控制协议。TCP和UDP是传输层的两个不同协议，拥有各自不同的传输方式。
TCP通信：
TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认，第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求，第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。下图为客户端与服务器进程进行TCP通信的状态转移过程。
图表 3 客服端和服务器TCP通信状态转移过程
TCP协议客户端与服务器端一般的通信过程分为三个步骤：
1、建立连接的过程——三次握手
第一次：调用connect函数发出SYN段向服务器发起连接请求，并阻塞等待服务器应答。
第二次：服务器收到客户端的SYN段后，会应答一个SYN-ACK段表示“同一建立连接”。
第三次：服务器端收到SYN-ACK后会从connect函数中返回，同时应答一个ACK段。
图表 4 TCP连接三次握手
2、数据传输的过程
建立连接后，TCP协议提供全双工的通信服务。所谓全双工，意思是：在同一条链路中的同一时刻，通信双方可以同时写数据。相对的概念叫做半双工，即：在同一条链路中的同一时刻，只能由一方来写数据。
（1）服务器从accept函数返回后立刻调用read函数读socket里的数据。读socket就像读管道一样，如果没有数据到达就阻塞等待。
（2）客户端调用write函数发送请求给服务器，服务器收到后就向客户端回复ACK，并从read函数中返回，对客户端的请求进行处理。在此期间客户端调用read函数阻塞等待服务器的应答。
（3）服务器调用write函数将处理结果发回客户端，客户端收到后就回复ACK。服务器再次调用read函数阻塞等待下一条请求，。
（4）客户端从read函数中返回，并发送下一条请求，如此循环下去。
3、断开连接的过程——四次挥手
第一次：如果客户端没有更多的请求就调用close函数关闭连接，客户端会向服务器端发送FIN端。
第二次：服务器收到FIN后会回应一个ACK，同时read返回0。
第三次：客户端收到FIN后，再返回一个ACK给服务器。
图表 5 TCP断开连接四次挥手
UDP通信：
UDP是无连接通信协议，即在数据传输（数据大小在64kb以内）时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如视频会议都使用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。
但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。UDP的交换过程如下图所示。
