传输层的两大协议是TCP 和 UDP ，他们在传输数据的时候起到了不可替代的作用。那么什么是TCP呢？

首先TCP是一个网络传输协议，这个协议保证了可靠的数据传输。TCP是面向字节流的，全双工的（也就是通信双方互相发消息）。往往应用于对实时性要求没那么高的场景，但是又要要求把数据完全传输过去（不是确保100%能传过去，传不过去就超时重传）。

Socket clientSocket = serverSocket.accept();
InputStream inputStream = clientSocket.getInputStream();
OutputStream outputStream = clientSocket.getOutputStream();

相反UDP是保证的不可靠的传输，面向数据报的，但是UDP可以保证实时性，UDP说：实在不行就丢包呗，反正我把大部分数据准时传到就行。因此在我们所看的抖音直播，王者荣耀，吃鸡，这些实时性要求比较高的app中应用的主要是UDP协议，你们有没有感觉一整直播就卡了，然后那段主播说了啥咱也不知道。王者遇到过这种情况吧，走不动，走到界外去了，吃鸡的时候你还没开枪就被秒了。最直观的例子，老师上网课，上着上着发现老师没画面了。

总结来说UDP协议适用于需要快速传输实时数据的场景，它具有较低的延迟和较小的传输开销。由于UDP不提供确认和重传机制，它能够更快地传输数据，但也可能导致数据的丢失或乱序。

但是今天的主角是TCP，上面的例子就是要理解一下TCP和UDP的区别

如图所示就是TCP报文段的结构：

（1）首先就是作为传输层协议，必须知道端口号是啥。源端口和目的端口各占2B，表示发送方和接收方使用的端口号。

（2）序号：占4B TCP连接中传送的字节流中每个字节都要按照顺序编号。比如说一个报文段的序号字段值是301，而携带的数据共有100B，表明本报文段的数据的最后一个字节号是400，下一个报文段的数据序号要从401开始。有这个序号就像我们都有名字是一个道理，如果涉及到两个数据重复传输的时候，这个序号就起到了至关重要的作用。

（3）确认号，也要占4B，若确认号为N，则表示前N-1个数据都收到了。

（4）这里的数据偏移其实指的是首部长度，占4位。指的是TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始处有多远，因为有选项这个东西，因此可以说，如果选项完全没有，TCP报头长度是20个字节。4个比特位最多能表示15，而首部的长度是4个字节（一个字节表示四个比特位），因此我们得出结论，首部最大的长度是60，如果去掉20个固定的，剩下的选项部分最多占40个字节。因此首部长度是20-60个字节，

（5）保留位：占6位，保留以后使用，万一以后有一天TCP需要扩展一些新的功能，就可以使用这个保留位来表示了。

TCP的机制

（1）确认应答机制：对于TCP协议来说，要解决一个很重要的问题，那就是可靠传输，可靠传输并不能保证100%把数据发送到对方手里，但是会尽可能给发送方知道接收方是否接受到消息。下图就是一个应答机制。

 在网络通信中，会出现后发先至现象，如果不加控制，有时候会很容易误解发送方的意思。

因此就有了解决方法：

1. 序列号与确认机制：TCP协议通过使用序列号和确认机制来确保数据的有序传输。接收方会按照序列号的顺序重新组装数据包，并发送确认消息给发送方，告知已经收到的数据包序列号，从而保证数据的有序性。

确认序号的特点：连续递增，确认序号就是应答数据的最后一个字节的序号+1

比如说接收序号是1-1000，此处应答报文的确认序号是1001.也可以理解成小于1001的数据都确认收到了。

确认位 ACK=1时，我们说确认号字段有效，当ACK=0时，确认号无效。

总结一下TCP的确认应答机制有保证TCP最核心的功能的作用，即可靠传输。而为什么TCP可靠传输也不一定能保证百分百传输到位呢？举例来说：每个交换机/路由器的转发能力存在着上限，这取决于芯片硬件设备的能力！一旦某个设备需要转发的数据量超出了自身的极限，那么多出来的部分就会被直接丢弃掉。

（2）超时重传机制：如果接收方没有收到任何数据，也一定不会给任何的应答！，此时，发送饭就可以根据是否收到了ACK来区分是否丢包。

  发送方发送出数据之后，如果正常收到ACK也一定需要一些时间的，发送方也会进行一定时间的等待，但是一旦等待时间超过了某个阈值，就可以认为是丢包了！如果说数据传输晚了，也一并视为传输失败！发现丢包就要重传！下图表示了超时重传。

如果说接收方重传的时候接收到了数据，但是丢失的数据一起传过来了，会导致重复传输，这里就会根据TCP所携带的序号来进行去重。

除此之外，有一个接收缓冲区，在这里可以针对收到的数据进行排序。也是针对后发先至进行的一个调整。因为我们希望消息还是按照顺序到达对方手里的。而超时重传也不是无限等待的，如果说，网络出现严重的故障，重传了若干次还是不成功，那么就进行重置连接，也就是RST,当RST=1时，表示TCP连接中出现了严重的差错（如主机崩溃）必须释放连接，然后重新的建立传输连接。