TCP 为什么采用三次握手和四次挥手以及 TCP 和 UDP 的区别

1. TCP 为什么采用三次握手和四次挥手

采用三次握手的原因：

1. 确认双方的收发能力。第一次握手，客户端发送 SYN 报文，告诉服务器自身具备发送数据的能力，第二次握手，服务器回应 SYN + ACK 报文，表名自己既能发送数据也能接受数据，第三次握手，客户端发送 ACK 报文，确认自己也具备接受数据能力，以此来确保双方的收发能力处于正常情况。
2. 防止失效连接请求干扰。如果客户端发送的连接请求因为网路延迟或其他原因停滞，之后客户端重新发送请求并成功建立连接，此时上一次停滞的连接请求到达服务器，如果服务器仅使用两次握手就建立连接，就会导致错误连接，通过三次握手，服务器收到延迟请求后回应，客户端并不知道这次回应是回应上次的消息，所以也不会向服务端发送 ACK 报文。
3. 避免重复连接请求。如果没有第三次握手，客户端发送连接请求后未收到服务器响应而重发，服务器可能受到重复请求建立多个相同连接，造成资源浪费和混乱，第三次握手可以确认连接请求的唯一性。

采用四次挥手的原因：

1. 全双工通信模式。由于 TCP 连接是全双工的，数据可在两个方向上同时传输，关闭连接时，每个方向的通信都需要单独关闭，所以需要双方分别发送 FIN 报文来通知对方自己不再发送数据了，再由对方发送 ACK 报文确认，这样另一端关闭时也需要向对方重复上述步骤，就是四次挥手。
2. 确认数据完整传输。当一方发送 FIN 报文表示不再发送数据时，另一方可能还有数据没有发送完，接受 FIN 报文的一方先发送 ACK 确认，等到自身的数据发送完毕后，再发送 FIN 报文通知对方，这样就确保双方的数据都完整传输，避免数据丢失。
3. 保证可靠的连接终止。每一次报文交互都是对对方关闭操作的确认，这种确认方式保证了连接关闭的可靠性和有序性，使双方都能明确连接的状态变化，正确释放与连接相关的资源。
4. 等待时间保障。在第四次挥手中，最开始发送 FIN 报文的一方接收到对方的 FIN 报文并发送 ACK 后需要进入 TIME_WAIT 状态等待一段时间（通常为 2 倍的最大报文段寿命），这是为了确保对方能收到 ACK 报文，防止因为 ACK 丢失导致对方重发 FIN 报文，而这一方先结束了，也就保证了连接能够可靠的终止。

2. TCP 和 UDP 的区别：

1. 连接方式：TCP 是有链接的协议（通信双方保存了通信对端的信息），UDP 是无连接的协议（没有保存）
2. 可靠性：TCP 提供可靠的数据传输，通过确认应答，超时重传等机制来确保数据的完整性和准确性，如果说发送方发送的数据没有被接收方正确接收，发送方就会重新发送数据。UDP 则不提供可靠的数据传输，不会关心发送的数据是否被正确接收
3. 传输效率：TCP 相对与 UDP 来说效率较低
4. 传输的大小：TCP 传输是面向字节流的，UDP 传输是面向数据报的，传输的单位就不是字节了，一次发送 / 接收完整的数据报
5. TCP 支持全双工（一个通信链路可以发送数据，也可以接收数据），UDP 支持全双工和半双工（一个通信链路只能发送/接收）