TCP/UDP常见考点

1. TCP连接过程

1.1 三次握手

客户端 服务端 SYN=1 seq=x SYN=1 ACK=1 seq=y ack=x+1 ACK=1 seq=x+1 ack=y+1 客户端 服务端

• 第一次握手：客户端向服务端发起建立连接请求，客户端会随机生成一个起始序列号$x$，客户端向服务端发送的字段中包含标志位$SYN=1$，序列号$seq=x$;
• 第二次握手：服务端在收到客户端发来的报文后，会随机生成一个服务端的起始序列号$y$，然后给客户端回复一段报文，其中包括标志位$SYN=1$，$ACK=1$，序列号$seq=y$，确认号$ack=x+1$;
• 第三次握手：客户端收到服务端发来的报文后，会再向服务端发送报文，其中包含标志位$ACK=1$，序列号$seq=x+1$，确认号$ack=y+1$。

1.2 四次挥手

客户端 服务端 FIN=1 seq=p ACK=1 seq=q ack=p+1 ACK=1 seq=q ack=p+1 ACK=1 seq=x+1 ack=y+1 客户端 服务端

• 第一次挥手：客户端发出连接释放报文段，其中$FIN=1，seq=p$，并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，等待服务端的确认;
• 第二次挥手：服务端收到连接释放报文段后即发出确认报文段$ACK=1，seq=q，seq=p+1$；客户端收到服务端的确认后，此时服务端还有未发送完毕的数据，客户端需等待服务端发送完毕;
• 第三次挥手：服务端发送完数据，发出连接释放报文段$FIN=1，ACK=1，seq=r，ack=p+1$;
• 第四次挥手：客户端收到服务端的连接释放报文段后，对此发出确认报文段$ACK=1，seq=p+1，ack=r+1$。

2. TCP有哪些特点？

1. TCP是面向连接的传输层协议。
2. 点对点，每一条TCP连接只能有两个端点。
3. TCP提供可靠交付的服务。
4. TCP提供全双工通信。
5. 面向字节流。

3. TCP和UDP的区别

1. TCP面向连接；UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接。
2. TCP提供可靠的服务；UDP不保证可靠交付。
3. TCP面向字节流，把数据看成一连串无结构的字节流；UDP是面向报文的。
4. TCP有拥塞控制；UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如实时视频会议等）。
5. 每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的通信方式。
   TCP首部开销20字节；UDP的首部开销小，只有8个字节。

4. TCP 和 UDP 分别对应的常见应用层协议

基于TCP的应用层协议有：HTTP、FTP、SMTP、TELNET、SSH

• HTTP：HyperText Transfer Protocol（超文本传输协议），默认端口80
• FTP: File Transfer Protocol (文件传输协议), 默认端口(20用于传输数据，21用于传输控制信息)
• SMTP: Simple Mail Transfer Protocol (简单邮件传输协议) ,默认端口25
• TELNET: Teletype over the Network (网络电传), 默认端口23
• SSH：Secure Shell（安全外壳协议），默认端口 22

基于UDP的应用层协议：DNS、TFTP、SNMP

• DNS : Domain Name Service (域名服务),默认端口 53
• TFTP: Trivial File Transfer Protocol (简单文件传输协议)，默认端口69

5. TCP的粘包和拆包

TCP是面向流，没有界限的一串数据。TCP底层并不了解上层业务数据的具体含义，它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分，所以在业务上认为，一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送，这就是所谓的TCP粘包和拆包问题。
要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小，TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去，将会发生粘包；接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据，将发生粘包；要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小，将会发生拆包；

解决方案：

• 发送端将每个数据包封装为固定长度
• 在数据尾部增加特殊字符进行分割
• 将数据分为两部分，一部分是头部，一部分是内容体；其中头部结构大小固定，且有一个字段声明内容体的大小。

6. 说说TCP是如何确保可靠性的呢？

• TCP的连接是基于三次握手，而断开则是基于四次挥手。确保连接和断开的可靠性。
• TCP会记录哪些数据发送了，哪些数据被接收了，哪些没有被接受，并且保证数据包按序到达，保证数据传输不出差错。
• 它有数据包校验、ACK应答、超时重传(发送方)、失序数据重传（接收方）、丢弃重复数据、流量控制（滑动窗口）和拥塞控制等机制。

7. TCP的滑动窗口机制和拥塞控制

详情见我另一篇文章：https://blog.csdn.net/qq_37117595/article/details/125976912

后续内容还会继续补充…