TCP/UDP的常见面经问题

# TCP连接的建立过程

1. 三次握手

为什么要进行三次握手。

握手是为了让双方了解数据开始时的序列号，而三次是让双方达成共识的最小次数

三次握手的过程：

1. 客户端发送（SYN=1，ISN=A）；//SYN_SEND

2. 服务端发送（ACK=1，SYN=1），（ack=A+1，ISN=B）；//这个时候服务端知道了客户端的序列号，并且通知客户端这个事实。

3. 客户端发送（ack=B+1，seq=A+1）；//SYN-SEND->ESTABLISHED，通知服务端，客户端已经了解了服务端的序列号。

三次握手结束后，客户端和服务端都保证了双方相互知道了自己的序列号，也就是数据传输的起点。

如果进行两次握手：

1. 客户端（连接主动方）传递（SYN=1，ACK=0，seq=A）；

2. 服务端返回（SYN=1，ACK=1，ack=A+1，seq=B）

这时结束，那么只有客户端被通知了自己的信息已经被服务端知晓，但是服务端却无法知道自己的序列号是否被客户端知晓。

如果进行四次握手

1. 客户端：（SYN=1， ISN=A）

2. 服务端：（ACK=1， ack=A+1）

3. 服务端：（SYN=1， ISN=B）

4. 客户端（ACK=1，ack=B+1）

明显2和3可以重合。

 

半连接：服务器没有收到客户端的回应，无法从SYN-RECEIVE->ESTABLISH

1. 可能是服务端的SYN-ACK丢失了。

2. 可能是客户端的ACK丢失了。

这时，服务端会维护一个半连接的队列，等待超时重传。

 

2. 四次挥手

假设是客户端主动放弃连接

1. 客户端：发送FIN // FIN_WAIT

2. 服务端：发送ACK　//CLOSE_WAIT，这时，客户端了解服务端已经关闭了连接

3. 服务端：发送FIN　　//LAST_ACK

4. 客户端：发送ACK　　//TIME_WAIT->（After 2MSL）CLOSE

 

半打开和半关闭：

半打开：连接中有一端的突然关闭

半关闭：

A发送FIN，B收到后发送ACK，但是B不继续发送FIN，导致A无法完全关闭连接。

 

为什么要等待2MSL

1. 防止服务端没有收到ACK

2. 等待网络中的重复数据的消失（MSL：MAX SEGMENT LIFETIME）

 

# TCP的Congestion Control

TCP通过两种方式来判断传输环境，Duplicate ACK和Time Out。当发生Duplicate ACK的时候，说明传输过程中，有个别的报文没有达到目的地，需要重新发送。 如果发生Time Out，说明网络环境非常差。

TCP在控制阻塞窗口的时候有两个重要参数，ssthresh（门槛），cwnd（窗口大小）。

当TCP处于Slow Start阶段时：

每收到一个ACK，cwnd指数增加，也就是 cwnd = （1，2，4，8.....）。

当cwnd > ssthresh，cwnd变成线性增加，也就是进入Congestion Control阶段。

当发生Timeout或者DuplicateACK时，

1. 如果使用的是Tahoe：cwnd=1，ssthresh=cwnd/2。

2. 如果使用的是Reno且是DuplicateACK时，cwnd=cwnd/2，也就是说，没有慢启动阶段，直接过度到Congestion Control。

 

滑动窗口

TCP连接通过控制滑动窗口的大小来控制传输速率。根据网络状况，滑动窗口的大小会有变化。