OSI七層網絡

1. TCP提供什么功能？
   Transmission Control Protocol，縮寫為TCP。
   在簡化的計算機網絡OSI模型中，它完成第四層傳輸層所指定的功能，用戶數據包協議（UDP）是同一層內另一個重要的傳輸協議。

傳輸層：端對端連接

應用層向TCP層發送用于網間傳輸的、用8位字節表示的數據流，然后TCP把數據流分割成適當長度的報文段（通常受該計算機連接的網絡的數據鏈路層的最大傳輸單元（MTU）的限制）。之后TCP把結果包傳給IP層，由它來通過網絡將包傳送給接收端實體的TCP層。

2. TCP 三次握手和四次揮手

   
   
   建立連接

• 什么是可靠連接
• 服務器被動打開
• SYN：很小的數據包
• ACK：

斷開連接

2.1 為什么三次握手？
采用三次握手是為了防止已連接的請求報文段又傳送到服務器，造成服務器崩潰。
假設只有兩次握手，連接時，第二次丟失，服務器認為連接成功，而客戶端認為連接失敗，繼續發送連接請求，服務器就會收到SYN的洪水攻擊。

2.2 為什么建立連接是三次握手，關閉連接是四次握手？
全雙工：指可以同時（瞬時）進行信號的雙向傳輸（A→B且B→A）。指A→B的同時B→A，是瞬時同步的。
半雙工：指一個時間內只有一個方向的信號傳輸（A→B或B→A）。
因為TCP是全雙工模式，因此每個方向都需要一個FIN和ACK，當一端發送了FIN包之后，處于半關閉狀態，此時仍然可以接收數據包。
在建立連接時，服務器可以把SYN和ACK放在一個包中發送。
假設在斷開連接時，如果一端收到FIN包，但此時仍有數據未發送完，此時就需要先向對端回復FIN包的ACK。等到將剩下的數據都發送完之后，才能向對端發送FIN，斷開這個方向的連接。
因此很多時候FIN和ACK需要在兩個數據包中發送，則需要四次握手。

2.3 2MSL等待時間( Maximum Segment Life)
第四個消息：A發出ACK，用于確認收到B的FIN當B接收到此消息，即認為雙方達成了同步：雙方都知道連接可以釋放了，此時B可以安全地釋放此TCP連接所占用的內存資源、端口號。
所以被動關閉的B無需任何wait time，直接釋放資源。
但，A并不知道B是否接到自己的ACK，A是這么想的：

• 1）如果B沒有收到自己的ACK，會超時重傳FiN那么A再次接到重傳的FIN，會再次發送ACK.
• 2）如果B收到自己的ACK，也不會再發任何消息，包括ACK無論是1還是2，A都需要等待，要取這兩種情況等待時間的最大值，以應對最壞的情況發生，這個最壞情況是：去向ACK消息最大存活時間（MSL) + 來向FIN消息的最大存活時間(MSL)。這恰恰就是2MSL( Maximum Segment Life)。

3. TCP為什么能保證可靠傳輸？

• 確認和重傳機制
  • 建立連接時三次握手同步雙方的“序列號 + 確認號 + 窗口大小信息”，是確認重傳、流控的基礎
  • 傳輸過程中，如果Checksum校驗失敗、丟包或延時，發送端重傳
• 數據排序
  • TCP有專門的序列號SN字段，可提供數據re-order
• 流量控制
  • 窗口和計時器的使用。TCP窗口中會指明雙方能夠發送接收的最大數據量
• 擁塞控制

4. 套接字是什么？
   為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了稱為套接字 (Socket)的接口，區分不同應用程序進程間的網絡通信和連接。
   為了區別不同的應用程序進程和連接，許多計算機操作系統為應用程序與TCP／IP協議交互提供了稱為套接字 (Socket)的接口，區分不同應用程序進程間的網絡通信和連接。

5. TCP和UDP的區別

• TCP的邏輯通信信道是全雙工的可靠信道，UDP則是不可靠信道
• 每一條TCP連接只能是點到點的;UDP支持一對一，一對多，多對一和多對多的交互通信
• TCP面向連接（如打電話要先撥號建立連接）;UDP是無連接的，即發送數據之前不需要建立連接
• TCP提供可靠的服務。也就是說，通過TCP連接傳送的數據，無差錯，不丟失，不重復，且按序到達;UDP盡最大努力交付，即不保 證可靠交付
• TCP面向字節流，實際上是TCP把數據看成一連串無結構的字節流;UDP是面向報文的
  UDP沒有擁塞控制，因此網絡出現擁塞不會使源主機的發送速率降低（對實時應用很有用，如IP電話，實時視頻會議等）
• TCP首部開銷20字節;UDP的首部開銷小，只有8個字節