socket编程及tcp、UDP协议

1、TCP UDP区别：

　　TCP有点：可靠，稳定，TCP可靠提现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传输时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接来节约系统资源。

　　TCP缺点：慢、效率低、占用系统资源高，易呗攻击，TCP在传递数据之前，要先建立连接，这会消耗时间，而且在数据传输时，确认机制、重传机制、拥塞机制等都会消耗大量的时间，而且要再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，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

　　UDP优点：快，比TCP稍安全，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点。但UDP也是无法避免攻击的，比如UDP Flood攻击。。。

　　UDP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，就会容易丢包。

	TCP	UDP
是否连接	面向连接（TCP三次握手）	面向非连接
传输可靠性	可靠	不可靠
应用场合	少量数据，安全（浏览器HTTP、FTP Outlook、SMTP Putty）	传输大量数据（QQ语音、视频、直播等）
速度	慢	快

2、TCP三次握手和四次挥手

　　三次握手：

初始状态：客户端A和服务器B均处于CLOSED状态，然后服务器B创建socket，调用监听接口使得服务器处于LISTEN状态，等待客户端连接。（后续内容用A，B简称代替）

A首先向B发起连接，这时TCP头部中的SYN标识位值为1，然后选定一个初始序号seq=x（一般是随机的），消息发送后，A进入SYN_SENT状态，SYN=1的报文段不能携带数据，但要消耗一个序号。

B收到A的连接请求后，同意建立连接，向A发送确认数据，这时TCP头部中的SYN和ACK标识位值均为1，确认序号为ack=x+1，然后选定自己的初始序号seq=y（一般是随机的），确认消息发送后，B进入SYN_RCVD状态，与连接消息一样，这条消息也不能携带数据，同时消耗一个序号。

A收到B的确认消息后，需要给B回复确认数据，这时TCP头部中的ACK标识位值为1，确认序号是ack=y+1，自己的序号在连接请求的序号上加1，也就是seq=x+1，此时A进入ESTABLISHED状态，当B收到A的确认回复后，B也进入ESTABLISHED状态，至此TCP成功建立连接，A和B之间就可以通过这个连接互相发送数据了。

　　四次挥手：

初始状态：客户端A和服务器B之间已经建立了TCP连接，并且数据发送完成，打算断开连接，此时客户端A和服务器B是等价的，双方都可以发送断开请求，下面以客户端A主动发起断开请求为例。（后续内容用A，B简称代替）

A首先向B发送断开连接消息，这时TCP头部中的FIN标识位值为1，序号是seq=m，m为A前面正常发送数据最后一个字节序号加1得到的，消息发送后A进入FNI_WAIT_1状态，FIN=1的报文段不能携带数据，但要消耗一个序号。

B收到A的断开连接请求需要发出确认消息，这时TCP头部中的ACK标识位值为1，确认号为ack=m+1，而自己的序号为seq=n,n为B前面正常发送数据最后一个字节序号加1得到的，然后B进入CLOSE_WAIT状态，此时就关闭了A到B的连接，A无法再给B发数据，但是B仍然可以给A发数据（此处存疑），同时B端通知上方应用层，处理完成后被动关闭连接。然后A收到B的确认信息后，就进入了FIN_WAIT_2状态。

B端应用层处理完数据后，通知关闭连接，B向A发送关闭连接的消息，这时TCP头部中的FIN和ACK标识位值均为1，确认号ack=m+1，自己的序号为seq=k，（B发出确认消息后有发送了一段数据，此处存疑），消息发送后B进入LACK_ACK状态。

A收到B的断开连接的消息后，需要发送确认消息，这是这时TCP头部中的ACK标识位值为1，确认号ack=k+1，序号为m+1（因为A向B发送断开连接的消息时消耗了一个消息号），然后A进入TIME_WAIT状态，若等待时间经过2MSL后，没有收到B的重传请求，则表明B收到了自己的确认，A进入CLOSED状态，B收到A的确认消息后则直接进入CLOSED状态。至此TCP成功断开连接。

3、socket理解：

socket本质是编程接口(API)，对TCP/IP的封装，TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口，这就是Socket编程接口；

#!/usr/bin/python
# -*- coding:utf-8 -*-
import socket
phone=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM) #买手机
phone.setsockopt(socket.SOL_SOCKET,socket.SO_REUSEADDR,1)
phone.bind(('127.0.0.1',8080)) #插电话卡
phone.listen(5) #开机，backlog

while True: #链接循环
    print('starting....')
    conn,addr=phone.accept() #接电话
    print('cliet addr',addr)
    while True: #与conn的通信循环
        try:#针对windows平台下客户端断开链接
            client_msg=conn.recv(1024) #收消息
            if not client_msg:break #针对linux系统平台下客户端断开链接
            print('client msg: %s' %client_msg)
            conn.send(client_msg.upper()) #发消息
        except Exception:
            break
    conn.close()
phone.close()

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