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金三银四tcp协议你会了吗?


tcp定义


TCP全称为Transmission Control Protocol(传输控制协议),是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP是为了在不可靠的互联网络上提供可靠的端到端字节流而专门设计的一个传输协议。

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TCP的三次握手和四次挥手,可以说是老生常谈的经典问题了,通常也作为各大公司常见的面试考题,具有一定的水平区分度。看似简单的面试问题。如果你的回答不符合面试官期待的水准,有可能就直接凉凉了。

本文会围绕,从三次握手和四次挥手相关的一系列核心问题,分享如何更准确回答和应对常见的面试问题,以后面对再刁钻的面试官,你都可以随意地跟他扯皮了


优雅回答三次握手

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为什么握手是三次,而不是两次或者四次?

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答:两次不安全,四次没必要。tcp通信需要确保双方都具有数据收发的能力,得到ACK响应则认为对方具有数据收发的能力,因此双方都要发送SYN确保对方具有通信的能力。第一次握手是客户端发送SYN,服务端接收,服务端得出客户端的发送能力和服务端的接收能力都正常;第二次握手是服务端发送SYN+ACK,客户端接收,客户端得出客户端发送接收能力正常,服务端发送接收能力也都正常,但是此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常;第三次握手客户端发送ACK,服务器接收,服务端才能得出客户端发送接收能力正常,服务端自己发送接收能力也都正常。

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三次握手可以携带数据吗?

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答:第一次、第二次握手不可以携带数据,而第三次握手是可以携带数据的。假设第一次可以携带数据,如果有人恶意攻击服务器,每次都在第一次握手中的SYN报文放入大量数据,重复发送大量SYN报文,此时服务器会花费大量内存空间来缓冲这些报文,服务器就更容易被攻击了

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tcp三次握手失败,服务端会如何处理?

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答:握手失败的原因有两种,第一种是服务端没有收到SYN,则什么都不做;第二种是服务端回复了SYN+ACK后,长时间没有收到ACK响应,则超时后就会发送RST重置连接报文,释放资源

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什么是半连接队列

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答:服务器第一次收到客户端的SYN之后,就会处于SYN_RECD状态,此时双方还没有完全建立连接。服务器会把这种状态下的请求连接放在一个队列里,我们把这种队列称之为半连接队列。当然还有一个全连接队列,就是已经完成三次握手,建立起来连接的就会放在全连接队列中,如果队列满了就有可能出现丢包现象

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优雅回答四次挥手

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四次挥手:客户端主动调用close时,向服务端发送结束报文段FIN报,同时进入FIN_WAIT1状态;服务器会收到结束报文段FIN报,服务器返回确认报文段ACK并进入CLOSE_WAIT状态,此时如果服务端有数据要发送的话,客户端依然需要接收。客户端收到服务器对结束报文段的确认,就会进入到FIN_WAIT2状态,开始等待服务器的结束报文段;服务器端数据发送完毕后,当服务器真正调用close关闭连接时,会向客户端发送结束报文段FIN包,此时服务器进入LAST_ACK状态,等待最后一个ACK的带来;客户端收到服务器发来的结束报文段, 进入TIME_WAIT, 并发出送确认报文段ACK;服务器收到了对结束报文段确认的ACK,进入CLOSED状态,断开连接。而客户端要等待2MSL的时间,才会进入到CLOSED状态

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为什么握手是三次,而挥手时需要四次呢?

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答:其实在TCP握手的时候,接收端将SYN包和ACK确认包合并到一个包中发送的,所以减少了一次包的发送。对于四次挥手,由于TCP是全双工通信,主动关闭方发送FIN请求不代表完全断开连接,只能表示主动关闭方不再发送数据了。而接收方可能还要发送数据,就不能立即关闭服务器端到客户端的数据通道,所以就不能将服务端的FIN包和对客户端的ACK包合并发送,只能先确认ACK,等服务器无需发送数据时在发送FIN包,所以四次挥手时需要四次数据包的交互

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TIME_WAIT状态有什么作用,为什么主动关闭方没有直接进入CLOSED状态释放资源?

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为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL才能进入CLOASE状态?


答:MSL指的是报文在网络中最大生存时间。在客户端发送对服务端的FIN确认包ACK后,这个ACK包有可能到达不了,服务器端如果接收不到ACK包就会重新发送FIN包。所以客户端发送ACK后需要留出2MSL时间(ACK到达服务器器+服务器发送FIN重传包,一来一回)等待确认服务器端缺失收到了ACK包。也就是说客户端如果等待2MSL时间也没收到服务器端重传的FIN包,则就可以确认服务器已经收到客户端发送的ACK包