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一、两种传输模式#xff1a;
二、数据方向#xff1a;
三、端口的作用#xff1a;
四、端口类型#xff1a;
五、三次握手#xff1a;
六、四次断开
常见面试题 TCP#xff08;Transfer control protocol#xff09;传输控制协议
一、两种传输模式#x…目录
一、两种传输模式
二、数据方向
三、端口的作用
四、端口类型
五、三次握手
六、四次断开
常见面试题 TCPTransfer control protocol传输控制协议
一、两种传输模式 TCP面向有连接 可靠 常用于点对点 微信 UDP面向无连接 高速 常用于点对面 直播 二、数据方向 在互联网的通信中永远是客户端主动连接到服务端
三、端口的作用 计算机用于数据通信的虚拟接口
四、端口类型 物理端口 用于连接物理设备例如网线、USB等 虚拟端口 用于数据传输例如80/21/22等
补充虚拟端口范围是1-65535
五、三次握手
序列号seq占4个字节用来标记数据段的顺序TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号第一个字节的编号由本地随机产生给字节编上序号后就给每一个报文段指派一个序号序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。确认号ack占4个字节期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号因此当前报文段最后一个字节的编号1即为确认号。确认ACK占1位仅当ACK1时确认号字段才有效。ACK0时确认号无效。同步SYN连接建立时用于同步序号。当SYN1ACK0时表示这是一个连接请求报文段。若同意连接则在响应报文段中使得SYN1ACK1。因此SYN1表示这是一个连接请求或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1握手完成后SYN标志位被置0。终止FIN用来释放一个连接。FIN1表示此报文段的发送方的数据已经发送完毕并要求释放运输连接。注意ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位其值要么是1要么是0ack、seq小写的单词表示序号。
1、握手过程 00 SYN0,ACKO 简写 没有操作 10 SYN1,ACK0 SYN1 连接请求 11 SYN1,ACK1 SYN1,ACK1 请求确认 01 SYN0,ACK1 ACK1 连接确认
第一次握手建立连接时客户端发送syn包synj到服务器并进入SYN_SENT状态等待服务器确认SYN同步序列编号Synchronize Sequence Numbers。第二次握手服务器收到syn包必须确认客户的SYNackj1同时自己也发送一个SYN包synk即SYNACK包此时服务器进入SYN_RECV状态。第三次握手客户端收到服务器的SYNACK包向服务器发送确认包ACK(ackk1此包发送完毕客户端和服务器进入ESTABLISHEDTCP连接成功状态完成三次握手。
2、字段含义 字段 含义 URG 紧急指针是否有效。为1表示某一位需要被优先处理 ACK 表示响应确认号是否有效一般置为1。 PSH 表示有DATA数据传输提示接收端应用程序立即从TCP缓冲区把数据读走。 RST 对方要求重新建立连接复位。 SYN 请求建立连接并在其序列号的字段进行序列号的初始值设定。建立连接设置为1。 FIN 希望断开连接表示关闭连接
3、为何需要三次握手 一次握手 打破TCP可靠性 二次握手 服务器需等待
4、英文术语 LISTEN 监听 SYN-SENT SYN已发送 SYN-RCVD SYN已接收 ESTABLISHED 已经连接 六、四次断开
断开过程 00 FIN0,ACK0 简写 没有操作 10 FIN1,ACK0 FIN1 断开请求 11 FIN1,ACK1 FIN1,ACK1 请求确认 01 FIN0,ACK1 ACK1 断开确认
1客户端进程发出连接释放报文并且停止发送数据。释放数据报文首部FIN1其序列号为sequ等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1此时客户端进入FIN-WAIT-1终止等待1状态。 TCP规定FIN报文段即使不携带数据也要消耗一个序号。
2服务器收到连接释放报文发出确认报文ACK1acku1并且带上自己的序列号seqv此时服务端就进入了CLOSE-WAIT关闭等待状态。TCP服务器通知高层的应用进程客户端向服务器的方向就释放了这时候处于半关闭状态即客户端已经没有数据要发送了但是服务器若发送数据客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3客户端收到服务器的确认请求后此时客户端就进入FIN-WAIT-2终止等待2状态等待服务器发送连接释放报文在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据。
4服务器将最后的数据发送完毕后就向客户端发送连接释放报文FIN1acku1由于在半关闭状态服务器很可能又发送了一些数据假定此时的序列号为seqw此时服务器就进入了LAST-ACK最后确认状态等待客户端的确认。
5客户端收到服务器的连接释放报文后必须发出确认ACK1ackw1而自己的序列号是sequ1此时客户端就进入了TIME-WAIT时间等待状态。注意此时TCP连接还没有释放必须经过2∗∗MSL最长报文段寿命的时间后当客户端撤销相应的TCB后才进入CLOSED状态。
6服务器只要收到了客户端发出的确认立即进入CLOSED状态。同样撤销TCB后就结束了这次的TCP连接。可以看到服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。
常见面试题
【问题1】为什么连接的时候是三次握手关闭的时候却是四次握手
答因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后可以直接发送SYNACK报文。其中ACK报文是用来应答的SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时当Server端收到FIN报文时很可能并不会立即关闭SOCKET所以只能先回复一个ACK报文告诉Client端你发的FIN报文我收到了。只有等到我Server端所有的报文都发送完了我才能发送FIN报文因此不能一起发送。故需要四步握手。
【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态
答虽然按道理四个报文都发送完毕我们可以直接进入CLOSE状态了但是我们必须假象网络是不可靠的有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSLClient都没有再次收到FIN那么Client推断ACK已经被成功接收则结束TCP连接。
【问题3】为什么不能用两次握手进行连接
答3次握手完成两个重要的功能既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)也要允许双方就初始序列号进行协商这个序列号在握手过程中被发送和确认。 现在把三次握手改成仅需要两次握手死锁是可能发生的。作为例子考虑计算机S和C之间的通信假定C给S发送一个连接请求分组S收到了这个分组并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定S认为连接已经成功地建立了可以开始发送数据分组。可是C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下将不知道S 是否已准备好不知道S建立什么样的序列号C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下C认为连接还未建立成功将忽略S发来的任何数据分 组只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。
【问题4】如果已经建立了连接但是客户端突然出现故障了怎么办
TCP还设有一个保活计时器显然客户端如果出现故障服务器不能一直等下去白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器时间通常是设置为2小时若两小时还没有收到客户端的任何数据服务器就会发送一个探测报文段以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应服务器就认为客户端出了故障接着就关闭连接。
