TCP/IP
一、tcp拥塞控制
拥塞控制算法：
- 慢开始
假设发送方拥塞窗口cwnd为1，而发送窗口swnd等于拥塞窗口cwnd，因为发送方只能发送一个数据报文段，接收方收到该数据报文段后，给发送方回复一个确认报文段，发送方收到确认报文段后，将拥塞窗口变为2。依次，拥塞窗口变为16。达到慢开始门限值（初始慢开始门限值是16），改用拥塞避免算法。
- 拥塞避免
拥塞窗口cwnd性能加1。16+1....直到24，将设24个报文段在传输中丢失4个，接收方依次回复20个确认报文段，一段时间后，丢失4个报文段的重传计时器超时了，发送方判断出现拥塞，将慢开始门限值更改为20的一半，cwnd为1，重新开始慢开始算法。
- 快重传
发送方收到3个连续的重复确认，就将相应的报文段立即重传，而不是等待报文段的超时重传计时器超时再重传。
- 快恢复
发送方收到3个重复确认，就知道只是丢失了个别的报文段，于是不启动慢开始算法，而是执行快恢复算法。--发送方将慢开始门限值和拥塞窗口调整为当前窗口的一半，开始执行拥塞避免算法。
二、三次握手/四次挥手
- 三次握手
1. TCP服务器进程先创建传输控制块TCB，准备接受客户进程的连接请求，此时服务器进入LISTEN状态
2. TCP客户进程也是先创建传输控制块TCB，然后向服务器发出连接请求报文，报文首部中的同部位SYN=1，初始序列号seq=x，此时，TCP客户端进程进入SYN-SENT状态
3. TCP服务器收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文。确认报文中ACK=1,SYN=1,确认号ack=x+1，自己初始化的序列号seq=y，此时TCP服务器进程进入SYN-RECV状态。
4. TCP客户进程收到确认后，还要向服务器给出确认。确认报文的ACK=1，确认序列号ack=y+1,自己的序列号seq=x+1，此时，tcp连接建立，客户端进入ESTABLISHED状态。
5. 当服务器收到客户端的确认好号后也进入ESTABLISHED状态，此后双方就可以开始通信。
- 四次挥手
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FIN=1，序列号为seq=u，此时客户端进入FIN-WAIT-1状态
2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1,确认序号ack=u+1，自己的序列号seq=v，此时服务器就进入CLOSE-WAIT状态
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状态，等待服务器发送连接释放报文
4. 服务器将最后的数据发送完毕后，就像客户端发送连接释放报文，FIN=1,ACK=1确认序号ack=u+1，自己的序号seq=w，此时服务器进入LAST_ACK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，发出确认报文，ACK=1,确认序号ack=w+1，自己的序列号seq=u+1，此时客户端就进入TIME-WAIT状态。
6. 服务器收到客户端的确认后，进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后就结束这次的TCP连接。
- 为什么需要三次握手
1、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，数据发出，服务器认为连接已建立，但在发送过程中数据丢失，客户端认为连接没有建立会进行重传。假设每次发送的数据一直丢失，客户端一直SYN，服务器就会有多个无效连接，占用资源，服务器可能会挂掉
2、第一次请求没有丢失而是在网络中滞留时间长，二次握手情况下第二次重传已经建立连接，第一次的请求到达服务器，这个报文是无效的，但两次握手的机制会让客户端和服务器再建连接，造成资源浪费。
- 挥手客户端TIME_WAIT要等2msl
1. 保证客户端发送的最后一个ACK报文能够达到服务器
2. 防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。
- 为什么握手三次、关闭四次
1. 建立连接的时候，服务器收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。
2. 关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，表示对方不再发送数据了但自己可能还有数据需发送给对方，所以服务端可以发送一些数据给客户端后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，服务端ACK和FIN分开发送。
- tcp过多TIME_WAIT的原因
在高并发短连接的TCP服务器上，主动关闭方发送最后一个ACK报文后就进入TIME_WAIT状态停留2MSL时间，这个场景下就会有大量socket处于TIMEWAIT状态。
- 服务端为什么需要CLOSE_WAIT
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。
- 如果建立了连接，客户端出现故障了怎么办
TCP有一个保活计时器。服务器每收到一次客户端的请求后会重新复位这个计时器，时间通常为2小时，若两小时没收到客户端数据，服务器就会发送一个探测报文段，每75分钟分送一次，若连续10个探测报文都没反应，服务器就认为客户端故障，关闭连接。
一、tcp/udp区别
1. TCP是面向连接的，可靠性高；UDP是基于非连接的，可靠性低
2. TCP需要三次握手等连接过程，实时性差。UDP没有建立连接的过程，实时性强
3. TCP首部开销20个字节，UDP首部开销8字节（TCP在IP协议基础上添加了序号机制、确认机制、超时重传机制等，保证了传输的可靠，不会出现丢包或乱序）
4. TCP连接只能点到点，DUP支持一对多，多对多通信
