盛唐年间，天下安定，由于疆域太大传递信件不易，就有民间的能人异士向皇帝谏言，每个州县都建立信息司来养信鸽。由信鸽来传递信件。皇帝觉得可行遍开始施行。
一日皇帝命小吏从东都洛阳发一封信件到西京，这个小吏第一次去信息司发信件，到了信息司发现只有一个人处理信件。小吏便把信件交给了信息司的小哥，只见小哥娴熟的拿出只信鸽告诉它去西京，就放飞了，然后将信件誊抄了一份，将信件撕成了三份，并标上了序号。过了不一会小哥刚刚放走信鸽飞回来了，只见小哥又将信鸽放飞了。然后拿出三个信鸽分别将三份信件绑到信鸽的腿上，然后将信鸽放飞了。这时候小吏就问了小哥一句：”为什么刚刚只把信鸽放飞而不放信件啊！“。这时小哥不耐烦地说：”我要试试，我们州县附近有没有猎人，看看信鸽能不能飞出去。如果飞不出去就要找县衙派兵沿途检查一下路线了。“；小吏又问：”既然我们已经看到信鸽飞回来了，为什么还要再次放出去。“。小哥继续说：”西京那边还不知道他能不能发信鸽。我需要告诉他一声。“，谈话间只看到传递 1，3 号信件的鸽子飞回来了。小哥说：”又有一只鸽子飞丢了。“，小吏急忙问道：”怎么办！如果出了差错，我可是要被杀头的。“。小哥说：”莫着急我们再等一柱香的时间，如果还不回来我们在把 2 号信件重新发一次就好了。“。一炷香过后，小哥又拿出一只信鸽把 2 号信件绑到鸽子的腿上。不一会传递 2 号信件的信鸽飞回来了。只见小哥又娴熟的拿出一只信鸽放了出去，不一会飞回两只，然后小哥又放出去一只信鸽。小吏不解的问小哥：”你这个在干什么！“。小哥说：“我这是再告诉西京那边我的信息发完了。然后西京告诉我他知道了并让我把备份的信件销毁。我再告诉西京没问题”。终于皇帝的信件发完了。
小吏回去后感觉比较有意思，东都西京中间隔着两个州，信鸽是怎么如何飞的呢？他又专程去问了信息司的小哥。小哥说：”我也不知道信鸽会飞到那个州，如果信鸽飞到其他州，其他州的人会看到信鸽的目的地是西京，他会改变信鸽的飞行方向，直到信鸽飞到西京才算结束。“。
以上的小故事就是个简单 TCP 传输。
小吏便算是应用层，皇帝让他去发消息。
信息司的小哥身兼传输层和网络层。
信鸽便是链路层。
TCP/IP 分层网络
1. 应用层
应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。
TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。例如：HTTP、SSH、FTP 等。
2. 传输层
应用层的下一层就是传输层，提供处于网络连接中的两台计算机之间的数据传输
常见的传输层协议有 TCP、UDP 等。
3. 网络层
网络层又称网络互连层。
网络层用来处理在网络上流动的数据包，数据包是网络传输的最小数据单位。该层规定了通过怎样的路径到达对方的计算机，并把数据包传送给对方。
网络层的作用就是在众多选项内选择一条合适的传输路径。
4. 链路层
链路层又称数据链路层，网络接口层
用来处理连接网络的硬件部分，控制操作系统、硬件的设备驱动。
我们能够看到的交换机、网线、光纤等也属于物理层
TCP 是什么
TCP 的全称是传输控制协议（Transmission Control Protocol）位于传输层，它是一种有连接的协议，提供可靠的字节流服务[注1]。而可靠的传输服务是指，能够将数据准确可靠的传递给对方。数据为何能准确无误的送达目标处，就是因为 TCP 协议采用了三次握手策略，当然除了三次握手，TCP 协议还有其他手段来保证通信的可靠性
TCP 三次握手
①发送端首先发送一个带 SYN 标志的数据包给对方
②接收端收到标有 SYN 的数据包后回传一个带有 SYN/ACK 标志的数据包表示确认信息
③发送端在发送一个带有 ACK 标志的数据包给接收端表示握手成功
更通俗的以对象举例：
如果握手成功后连接断开，再次连接还需要重新握手
TCP 四次挥手
由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。
第一次挥手：
Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。
第二次挥手：
Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。
第三次挥手：
Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。
第四次挥手：
Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。
UDP 是什么
UDP 的全称是用户数据报协议（User Datagram Protocol）同样位于传输层，它是一种无连接的协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服
TCP 与 UDP 的差异
- TCP 是有连接的而 UDP 是无连接的
- TCP 是可靠的连接而 UDP 是不可靠的
- UDP 不需要各种可靠性策略所以相比 TCP 性能要高不少
- 因为 UDP 的连接步骤少，报头内容少所以相比 TCP 更加的省流量
- TCP 只能一对一连接传递消息而 UDP 可以一对一、一对多、多对一和多对多
抓包软件 Wireshark
注1：字节流服务是指，为了方便传输，将大块数据分割成报文段为单位的数据包进行管理的服务
【TCP相关疑问】
最后整理几个常见的TCP相关的疑问：
- Q1 为什么在TCP协议里，建立连接是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
- A1 因为当处于LISTEN 状态的服务器端SOCKET当收到SYN报文（客户端希望新建一个TCP连接）后，它可以把ACK（应答作用）和SYN（同步作用）放在同一个报文里来发送给客户端。但在关闭TCP连接时，当收到对方的FIN报文时，对方仅仅表示对方没有数据发送给你了，但未必你的所有数据都已经全部发送给了对方，所以你大可不必马上关闭SOCKET（发送一个FIN报文），等你发送完剩余的数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在关闭连接了，所以通常情况下，这里的ACK报文和FIN报文都是分开发送的。
- Q2为什么TIME_WAIT 状态还需要等2*MSL秒之后才能返回到CLOSED 状态呢？
- A2因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都发送完毕，按理可以直接回到CLOSED 状态（就好比从SYN_SENT 状态到ESTABLISH 状态那样），但是我们必须假想网络是不可靠的，你无法保证你最后发送的ACK报文一定会被对方收到，就是说对方处于LAST_ACK 状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT 状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。
- Q3关闭TCP连接一定需要4次挥手吗？
- A3不一定，4次挥手关闭TCP连接是最安全的做法。但在有些时候，我们不喜欢TIME_WAIT 状态（如当MSL数值设置过大导致服务器端有太多TIME_WAIT状态的TCP连接，减少这些条目数可以更快地关闭连接，为新连接释放更多资源），这时我们可以通过设置SOCKET变量的SO_LINGER标志来避免SOCKET在close()之后进入TIME_WAIT状态，这时将通过发送RST强制终止TCP连接（取代正常的TCP四次握手的终止方式）。但这并不是一个很好的主意，TIME_WAIT 对于我们来说往往是有利的。
