走进网络编程与Netty

网络编程与Netty(一) 计算机网络基础部分-下

TCP概述

​ TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接才能开始数据的读写，通讯完成时要断开连接，由于TCP是面向连接的，所以只能用于端对端的通讯。

​ TCP提供的是一种可靠的数据流服务，数据有可能被拆分后发送，那么采用超时重传机制和应答确认机制是组成TCP可靠传输的关键设计。

​ 在超时重传机制里面有个很重要的指标—重传超时的时间限定。网络环境并不是人为可以控制的，有时网络十分顺畅，有时有十分的卡顿，那么这个时间限定如果设置为一个固定值，是不科学不合理的，这样就需要根据网络环境等因素动态的调整这个值，那么就需要采样统计一个数据包从客服端到服务端往返一次的时长，这个时长就是RTT(round-trip time)，然后根据这个时长通过各种算法和公式计算，最后确定重传超时值。

​ 数据在网络中进行传输时，是不能确保所有的数据都在同一条线路中传输的，每个数据都有可能走得不同的线路到达目的地，由此可知，IP层进行数据传输时，是不能保证数据包按照发送的顺序达到目的机器。当IP层把它们向上传给TCP层后，TCP将包排序病进行错误检查。TCP数据包中包含序号和确认，所以未按照顺序接收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。

​ TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。同时，TCP是全双工的，也就是连接的双方可以同时点对点的发送信息。

TCP三次握手（面试常客）

为什么需要三次握手？（面试常客）

​ TCP 是可靠的传输控制协议，而三次握手是保证数据可靠传输又能提高传输效率的最小次数。为什么？RFC793，也就是 TCP 的协议 RFC 中就谈到了原因，这是因为：

​ 为了实现可靠数据传输， TCP 协议的通信双方，都必须维护一个序列号， 以标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方收到的。

​ 举例说明：发送方在发送数据包时， 同时送上一个序号( 假设 为 100)，那么接收方收到这个数据包以后， 就可以回复一个确认号（110 = 100 + 10） 告诉发送方 “我已经收到了你的数据包， 你可以发送下一个数据包， 序号从 111 开始” 。

​ 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤。

​ 如果只是两次握手， 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认， 另一方选择的序列号则得不到确认。

​ 至于为什么不是四次，很明显，三次握手后，通信的双方都已经知道了对方序列号起始值，也确认了对方知道自己序列号起始值，第四次握手已经毫无必要了。

TCP四次挥手（面试常客）

为什么需要四次挥手（面试常客）

​ TCP 是全双工的连接，必须两端同时关闭连接，连接才算真正关闭。

​ 如果一方已经准备关闭写，但是它还可以读另一方发送的数据。A方发送 FIN 结束报文给B方，B方收到后，回复 ACK 报文。当B方也已经写完了准备关闭，发送 FIN 报文，A方回 复 ACK。两端都关闭，TCP 连接正常关闭。

TCP和UDP（面试常客）

​ TCP 和 UDP 都是传输层的协议，传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。

​ TCP 和 UDP 最不同的地方是，TCP 提供了一种可靠的数据传输服务，TCP 是面向连接的，也就是说，利用 TCP 通信的两台主机首先要经历一个建立连接的过程，等到连接建立后才开始传输数据，而且传输过程中采用“带重传的确认”技术来实现传输的可靠性。TCP 还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，发送完成后还会关闭连接。所以 TCP 要比UDP 可靠的多。

​ UDP（User Datagram Protocol 的简称， 中文名是用户数据报协议）是把数据直接发出去，而不管对方是不是在接收，也不管对方是否能接收的了，也不需要接收方确认，属于不可靠的传输，可能会出现丢包现象。