计算机网络-TCP

一、目录

网络知识结构

（最近复习了网络相关的知识，在这进行一次总结，后续会有更新。）

二、网络基础

OSI七层协议，从下往上
（1）物理层
（2）数据链路层
（3）网络层
（4）传输层
（5）会话层
（6）表示层
（7）应用层

三、TCP的三次握手

1、TCP的三次握手
在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包（seq = x）到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ack=x+1）,同时自己也发送一个SYN包（seq=y）,即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN+RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

2、为什么需要三次握手才能建立起连接
为了初始化Sequence Number的初始值。

3、首次握手的隐患--SYN超时
（1）、问题起因分析：
a、Server收到Client的SYN，回复SYN-ACK的时候未收到ACK确认。
b、Server不断重试直至超时，Linux默认等待63秒才断开连接。（5次）
（2）针对SYN Flood的防护措施
a、SYN队列满后，通过tcp_syncookies参数回发SYN Cookie
b、若为正常连接则Client会回发SYN Cookie，直接建立连接

4、建立连接后，Client出现故障怎么办
保活机制
（1）向对方发送保活探测报文，如果未收到响应则继续发送
（2）尝试次数达到包活探测数仍未收到响应则中断连接

四、TCP的四次挥手

TCP采用四次挥手来释放连接：
第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态；
第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态；
第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态；
第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手；

五、TCP和UDP

1、UDP的特点
（1）面向非连接
传输数据之前源端和终端不建立连接，当它想传送时就简单的去抓取来自应用程序的数据，并尽可能快的把它扔到网络上，在发送端UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度，计算机的能力和传输带宽的限制，在接收端UDP把每个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读取一个消息段。
（2）不维护连接状态，支持同时向多个客户端传输相同的消息
（3）数据包报头只有8个字节，额外开销较小
（TCP20个）
（4）吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能
（5）尽最大努力交付，不保证可靠交付，不需要维持复杂的链接状态表
（6）面向报文，不对应用程序提交的报文信息进行拆分或者合并
2、TCP和UDP的区别
（1）面向连接 VS 无连接
（2）可靠性
（3）有序性
（4）速度
（5）量级

六、TCP的滑窗

1、RTT和RTO
（1）RTT：发送一个数据包到收到对应的ACK，所花费的时间；
（2）RTO：（Retransmission timeout）重传时间间隔
TCP在发送一个数据包之后，会启动一个重传定时器，而RTO就是这个定时器的重传时间
2、TCP的滑动窗口
TCP使用滑动窗口做流量控制与乱序重排
（1）保证TCP的可靠性
（2）保证TCP的流控特性

七、总结

本文先复习了TCP的相关知识，有关HTTP和Socket的知识会在后面的文章继续复习。