TCP/IP 协议 常见面试题1

1  TCP和UDP区别，应用场景

TCP：为应用层提供可靠的、面向连接的和基于流的服务。使用超时重传、数据确认等方式来确保数据包被正确地发送至目的端，因此服务是可靠的。使用TCP协议通信的双方必须先建立TCP连接，并在内核中为该连接维持一些必要的数据结构，比如连接的状态、读写缓冲区，以及诸多定时器等。当通信结束时，双方必须关闭连接以释放这些内核数据。TCP基于流。基于流的数据没有边界（长度）限制，它源源不断地从通信的一端流入另一端。发送端可以逐个地向数据流中写入数据，接收端也可以逐个地将它们读出。

缺点：因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击

UDP：则与TCP想反，它为应用层提供不可靠、无连接和基于数据报的服务。“不可靠”意味着UDP协议无法保证数据从发送端正确地传送到目的端。如果数据在途中丢失，或者目的端通过数据校验发现数据错误而将其丢弃，则UDP协议只是简单地通知应用程序发送失败。因此使用UDP协议的应用程序通常要自己处理数据确认，超时重传等逻辑。UDP是无连接的，即通信双方不保持一个长久的联系，因此应用程序每次发送数据都要明确指定接收端的地址（IP地址等信息）。基于数据报的服务，是相对基于流的服务而言的。每个UDP数据报都有一个长度，接收端必须以该长度为最小单位将其所有内容依次读出，否则数据将被截断。

UDP优点：快比TCP稍安全

缺点：不可靠，不稳定，如果网络质量不好，很容易丢包。

什么时候该使用TCP： 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。

在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输

什么时候使用UDP：当对网络通讯质量要求不高的时候，要求速度尽可能的快，这时就可以使用UDP。用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP。

2 浏览器输入www.baidu.com后，网络过程

事件顺序：

(1) 浏览器获取输入的域名www.baidu.com

(2) 浏览器向DNS请求解析www.baidu.com的IP地址

(3) 域名系统DNS解析出百度服务器的IP地址 （详细介绍DNS）-通过网关出去

(4) 浏览器与该服务器建立TCP连接(默认端口号80)

(5) 浏览器发出HTTP请求，请求百度首页

(6) 服务器通过HTTP响应把首页文件发送给浏览器

(7) TCP连接释放

(8) 浏览器将首页文件进行解析，并将Web页显示给用户。

涉及到的协议:

(1) 应用层：HTTP(WWW访问协议)，DNS(域名解析服务)

DNS解析域名为目的IP，通过IP找到服务器路径，客户端向服务器发起HTTP会话，然后通过运输层TCP协议封装数据包，在TCP协议基础上进行传输。

(2) 传输层：TCP(为HTTP提供可靠的数据传输)，UDP(DNS使用UDP传输)，HTTP会话会被分成报文段，添加源、目的端口；TCP协议进行主要工作。

(3)网络层：IP(IP数据数据包传输和路由选择)，ICMP(提供网络传输过程中的差错检测)，ARP(将本机的默认网关IP地址映射成物理MAC地址)为数据包选择路由，IP协议进行主要工作，相邻结点的可靠传输，ARP协议将IP地址转成MAC地址。

简单理解:   域名解析 --> 发起TCP的3次握手 --> 建立TCP连接后发起http请求 --> 服务器响应http请求，浏览器得到html代码 --> 浏览器解析html代码，并请求html代码中的资源（如js、css、图片等） --> 浏览器对页面进行渲染呈现给用户。

3 三次握手和四次挥手过程

三次握手：

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包到服务端，其中包含客户端的初始序号seq=x,并进入SYN_SENT(同步已发送)状态，等待服务器确认。（其中SYN=1，ACK=0，表示这是一个TCP连接请求数据报文；序号seq=x，表明数据传输数据时第一个数据字节的序号是X）.

第二次握手：服务器收到请求后，必须确认客户的数据包。同时自己也发送一个SYN包，即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV（同步以收到）状态。（其中确认报文段中，标识位SYN=1,ACK=1，表示这是一个TCP连接响应数据报文，并包含服务器的初始序号seq(服务器)=y,以及服务器对客户端初始序号的确认号ack(服务器)=seq（客户端）+1=x+1）.

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK 包，向服务器发送一个序列号(seq=x+1)，确认号为ack=y+1,此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTAB_LISHED（TCP连接成功)状态，完成三次握手。

为啥三次握手：假设客户端请求建立连接，发给服务器SYN包等待服务器确认，服务器收到确认后，如果是两次握手，假设服务器给客户端在第二次握手时发送数据，数据从服务器发出，服务器任务连接已经建立，但在发送数据的过程中数据丢失，客户端认为连接没有建立，会进行重传。假设每一次发送的数据一直在丢失，客户端一直SYN，服务器就会产生多个无效连接，占用资源，这个时候服务器可能会挂掉。这就是SYN的洪水攻击

第三次握手是为了防止：如果客户端迟迟没有收到服务器返回确认报文，这时会放弃连接，重新启动一条连接请求，但问题是：服务器不知道客户端没有收到，所以他会收到两个连接，浪费连接开销。如果每次都是这样，就会浪费多个连接开销。

 

四次挥手：