字节跳动一面准备（计算机网络篇）

1.TCP和UDP区别

特点	TCP	UDP
连接性	面向连接	无连接
可靠性	可靠（无差错、不丢失、不重复、且按照顺序到达）	不可靠（尽最大努力交付）
传输效率	慢	快

引申问题：TCP是如何保证可靠性的？

答：无差错、不丢失、不重复、且按照顺序到达

原理：在TCP连接中 ，数据流必须以正确的顺序送达到对方。TCP的可靠性是通过顺序号和确认来实现的。

        实现：

              （1）超时重传

              （2）流量控制：让发送方的发送速率不要太快，要接收方来得及接收

              （3）拥塞控制：防止过多的数据注入网络中，这样可以使网络中的路由器或者链路不过载。方法如下：

                         （1）慢开始：从小到大逐渐增大拥塞窗口数值，成倍增大。

                         （2）拥塞避免：让拥塞窗口cwnd缓慢增大，按线性规律缓慢增长。

                         （3）快重传：

                         （4）快恢复：

2.TCP三次握手，四次挥手

•     序列号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

      确认号ack：占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号；而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号；因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。

      确认ACK：占1位，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效

      同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

      终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

• 三次握手：

客户端收到用户的连接请求，向服务器发送请求，然后自身处在“同步已发送状态”；

服务器收到了请求，如果同意连接，就是送一条确认，然后自身处于“同步收到”

客户端收到了确认，向服务器端发送一条确认收到（可以携带数据可以不携带），然后进入连接，然后服务器收到以后也进入连接。

• 四次挥手：

客户端收到了关闭连接请求，向服务器发送一条请求，然后自己进入“终止等待状态”

服务器端收到请求，请求应用关闭客户端到服务器端的连接，但是服务器端到客户端的连接还开着，然后向客户端发送一条确认信息，并且向客户端发送一些数据，客户端收到了确认，就准备接受从服务器端来的数据。

服务器端发完了数据，向客户端发送一条连续报文。

客户端收到报文以后，向服务器端发送一条确认，然后自己等待一段时间（最长报文的寿命），关闭连接

服务器端收到这条确认以后，就关闭连接。

常见面试题
【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接？

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。

       现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发 送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分 组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

【问题4】如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。