問(wèn)問(wèn)問(wèn)天天就知道逮著個(gè)計(jì)網(wǎng)問(wèn)

首先肯定要知道tcp是個(gè)什么玩意

是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議
TCP/IP 協(xié)議有四層

• 應(yīng)用層

• 傳輸層

• 網(wǎng)絡(luò)層

• 網(wǎng)絡(luò)接口層.
  

TCP 工作在傳輸層
TCP 面向了連接，僅支持一對(duì)一的連接方式。
TCP 的消息有序且沒(méi)有邊界，保證數(shù)據(jù)傳輸大小不受限制，且保證數(shù)據(jù)完整可靠

TCP 的頭部結(jié)構(gòu)

• 源端口號(hào)|目標(biāo)端口號(hào)

• 序列號(hào)、確認(rèn)應(yīng)答號(hào)

• 首部長(zhǎng)度、控制位、窗口大小

• 校驗(yàn)和、緊急指針

• 選項(xiàng)、數(shù)據(jù)

序列號(hào)和確認(rèn)應(yīng)答號(hào)：
建立連接時(shí)生成隨機(jī)數(shù)作為序列號(hào)初始值，通過(guò)syn包進(jìn)行傳輸，每發(fā)送一次就累加一次此數(shù)大小，用來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)包有序。確認(rèn)應(yīng)答號(hào)代表期望下次收到的數(shù)據(jù)序列號(hào)，發(fā)送端收到這個(gè)確認(rèn)應(yīng)答就可以認(rèn)為這個(gè)序號(hào)之前的數(shù)據(jù)都已正常接收。保證網(wǎng)絡(luò)不丟包

主要的控制位：
控制位為1時(shí)生效。

• ACK（確認(rèn)應(yīng)答）

• RST（強(qiáng)制斷開(kāi)連接）

• SYN（建立連接，這個(gè)會(huì)設(shè)定序列號(hào)初始值）

• FIN（不再有數(shù)據(jù)發(fā)送，希望斷開(kāi)連接）。

就喜歡問(wèn)的三次握手四次揮手

三次握手建立連接，四次揮手?jǐn)嚅_(kāi)連接

三次握手

1. 客戶端發(fā)送到服務(wù)端 SYN 包。此時(shí)會(huì)生成一個(gè)初始的序列號(hào)

2. 服務(wù)端回應(yīng)客戶端 SYN+ACK 包，生成一個(gè)初始序列號(hào)和確認(rèn)應(yīng)答號(hào)（之前收到的序列號(hào)+1）

3. 客戶端再回傳一個(gè) ACK 包。發(fā)送確認(rèn)應(yīng)答號(hào)，連接確立

為什么是三次

tcp 建立連接要保證客戶端、服務(wù)端雙方的發(fā)送、接受功能正常，三次握手的過(guò)程中恰好完成了這幾項(xiàng)的驗(yàn)證。
第一次握手驗(yàn)證了客戶端發(fā)送正常
第二次握手驗(yàn)證了服務(wù)端接受、發(fā)送正常
第三次握手驗(yàn)證了客戶端接受正常

以上，如果握手次數(shù)少于三次，則不能保證雙端的功能正常。
服務(wù)端第二次握手回應(yīng)的報(bào)文中同時(shí)包含了 SYN 和 ACK 控制位，理論上第二次握手是可以拆開(kāi)的，但是沒(méi)必要，一次能解決就不用多耗費(fèi)發(fā)兩次的資源。

四次揮手

1. 客戶端發(fā)送給服務(wù)器端 FIN 包，進(jìn)入 FIN-WAIT-1 狀態(tài)

2. 服務(wù)端接受到客戶端的 FIN 包后，返回一個(gè) ACK 應(yīng)答，進(jìn)入 CLOSE-WAIT 狀態(tài)，客戶端進(jìn)入 FIN-WAIT-2 狀態(tài)。

3. 服務(wù)端返回一個(gè) FIN 報(bào)文，請(qǐng)求關(guān)閉連接，進(jìn)入 LAST-ACK 狀態(tài)。

4. 客戶端 發(fā)送 ACK ，并開(kāi)始等待，服務(wù)端在接受到應(yīng)答后關(guān)閉連接。客戶端再等待 2 MSL（報(bào)文最大生存時(shí)間）后關(guān)閉。

為什么四次

跟握手為什么三次類(lèi)似，四次揮手要保證雙端都能夠正常關(guān)閉連接
在四次揮手時(shí)，正常關(guān)閉連接的流程是：可以關(guān)閉連接、關(guān)閉連接
注意在一端確認(rèn)自己可以關(guān)閉連接后不能立即關(guān)閉連接，因?yàn)橐ＷC對(duì)方也可以關(guān)閉連接才能真正的關(guān)閉連接
按照這個(gè)思路，就會(huì)有很有趣的解釋?zhuān)?/p>

• 第一次揮手：為客戶端可以關(guān)閉連接，客戶端不確認(rèn)客戶端可以關(guān)閉連接

• 第二、三次揮手：服務(wù)端已得知客戶端可以關(guān)閉連接，并讓自己可以關(guān)閉連接。

• 第四次揮手：客戶端發(fā)送了 ACK 包則為，客戶端確認(rèn)了雙方都可以關(guān)閉連接（注意是可以），開(kāi)始等待，服務(wù)端接收到了 ACK 意味服務(wù)端也確認(rèn)了雙方都可以關(guān)閉連接，此時(shí)由服務(wù)端首先關(guān)閉連接，此時(shí)客戶端在等待完成后就確認(rèn)了對(duì)方已經(jīng)關(guān)閉連接，此時(shí)自己也真正的關(guān)閉了連接。

第二三次為什么不能像握手一樣合并

第二次揮手時(shí)可能服務(wù)端還有要發(fā)送的數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)完，所以不能確認(rèn)可以關(guān)閉連接，要保證服務(wù)端沒(méi)有數(shù)據(jù)要發(fā)送了在確認(rèn)可以關(guān)閉連接，防止出錯(cuò)。

第四次揮手后為什么客戶端要等待 2MSL 才關(guān)閉

首先是為什么要等：最后發(fā)出的ACK包可能不會(huì)傳遞到服務(wù)端，導(dǎo)致服務(wù)端遲遲接受不到回應(yīng)，這時(shí)服務(wù)端就會(huì)重發(fā) FIN 包來(lái)確認(rèn)關(guān)閉連接，如果客戶端不等待的話在這種情況就會(huì)導(dǎo)致服務(wù)端遲遲不能正常關(guān)閉，相當(dāng)于服務(wù)端不能確認(rèn) 客戶端確認(rèn)服務(wù)端可以關(guān)閉
然后是為什么要等待 2MSL ：比較合理的解釋是：，網(wǎng)絡(luò)中可能存在來(lái)自發(fā)送方的數(shù)據(jù)包，當(dāng)這些發(fā)
送方的數(shù)據(jù)包被接收方處理后又會(huì)向?qū)Ψ桨l(fā)送響應(yīng)，所以一來(lái)一回需要等待 2 倍的時(shí)間。

非正常關(guān)閉

很多事情并不會(huì)是一帆風(fēng)順的，連接也是，總會(huì)有那么點(diǎn)特殊情況，比如拉電閘，遇到這種情況怎么辦呢？

TCP ?；顧C(jī)制

定義一個(gè)時(shí)間段，在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)，如果沒(méi)有任何連接相關(guān)的活動(dòng)，TCP ?；顧C(jī)制會(huì)開(kāi)始作用，每隔一個(gè)時(shí)間間隔，發(fā)送一個(gè)探測(cè)報(bào)文，該探測(cè)報(bào)文包含的數(shù)據(jù)非常少，如果連續(xù)幾個(gè)探測(cè)報(bào)文都沒(méi)有得到響應(yīng)，則認(rèn)為當(dāng)前的 TCP 連接已經(jīng)死亡，系統(tǒng)內(nèi)核將錯(cuò)誤信息通知給上層應(yīng)用程序。
這個(gè)機(jī)制保證了 TCP 一端非正常關(guān)閉能讓另一端不會(huì)持續(xù)維持連接。