[网络基础] TCP

TCP(Transmission Control Protocol) 是一种面向连接的, 可靠的, 基于字节流的传输通信协议.

同时TCP也是面试中的常见问题, 具体的我们挨个过一下.

1. 讲下TCP三次握手

最初, 客户端和服务端都处于CLOSED状态, 然后服务端开始监听某个端口, 进入LISTEN状态.

• 第一次握手(SYN=1, seq=x), 发送完毕后, 客户端进入SYN_SEND状态
• 第二次握手(SYN=1, ACK=1, seq=y, ACKnum=x+1), 发送完毕后, 服务器端进入SYN_RCVD状态
• 第三次握手(ACK=1, ACKnum=y+1)发送完毕后, 客户端进入ESTABLISHED状态, 当服务器端收到这个包时, 也进入ESTABLISHED状态, TCP握手完成, 开始数据传输.

2. TCP握手为什么是三次?

 三次是最精简的让客户端和服务端都能接受并确认对方发送的信息, 从而建立连接.

3. 讲一讲TCP四次挥手的过程

• 第一次挥手, 客户端发送(FIN=1, seq=u), 发送完毕后, 客户端进入FIN_WAIT_1状态
• 第二次挥手, 服务端响应(ACK=1, ack=u+1, seq=v), 发送完毕后, 服务器端进入CLOSE_WAIT状态, 客户端接收到这个确认包之后, 进入FIN_WAIT_2状态
• 第三次挥手, 服务端发送(FIN=1, ACK=1, seq=w, ack=v+1), 发送完毕后, 服务端进入LAST_ACK状态, 等待来自客户端最后一个ACK
• 第四次挥手, 客户端发送(ACK=1, seq=u+1, ack=w+1), 客户端接收到来自服务器端的关闭请求, 发送一个确认包, 并进入TIME_WAIT状态, 等待了某个固定时间(两个最大的生命周期, 2MSL(Maximum Segment Lifetime))之后, 没有收到服务器端的ACK, 认为服务器端已经正常关闭连接, 于是自己也关闭连接, 进入CLOSED状态. 服务器端接收到这个确认包后, 关闭连接, 进入CLOSED状态

4. TCP为什么需要四次挥手?

小明和小红打电话聊天，通话差不多要结束时，小红说“我没啥要说的了”，小明回答“我知道了”。但是小明可能还会有要说的话，小红不能要求小明跟着自己的节奏结束通话，于是小明可能又叽叽歪歪说了一通，最后小明说“我说完了”，小红回答“知道了”，这样通话才算结束。

5. TIME-WAIT状态为什么一定要等待2MSL(Maxinum Segment Lifetime) 

• 1个MSL保证四次挥手中主动关闭方最后的ACK报文能够到达服务端
• 1个MSL保证服务端没有收到ACK那么进行重传的FIN报文能够到达

6. TCP 和 UDP 的区别

• TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接); UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。

• TCP要求安全性，提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据，不丢失、不重复、安全可靠。而UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付。

• TCP是点对点连接的，UDP一对一，一对多，多对多都可以

• TCP传输效率相对较低,而UDP传输效率高，它适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。

• TCP适合用于网页，邮件等;UDP适合用于视频，语音广播等

• TCP面向字节流，UDP面向报文