TCP-IP学习笔记回顾-TCP/IP常见面试题

Dear 丶 2021-12-23 07:47 173阅读 0赞

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

**TCP连接  
问题：为什么TCP客户端最后还要发送一次确认呢？**  
一句话，主要防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务器，从而产生错误。  
如果使用的是两次握手建立连接，假设有这样一种场景，客户端发送了第一个请求连接并且没有丢失，只是因为在网络结点中滞留的时间太长了，由于TCP的客户端迟迟没有收到确认报文，以为服务器没有收到，此时重新向服务器发送这条报文，此后客户端和服务器经过两次握手完成连接，传输数据，然后关闭连接。此时此前滞留的那一次请求连接，网络通畅了到达了服务器，这个报文本该是失效的，但是，两次握手的机制将会让客户端和服务器再次建立连接，这将导致不必要的错误和资源的浪费。  
如果采用的是三次握手，就算是那一次失效的报文传送过来了，服务端接受到了那条失效报文并且回复了确认报文，但是客户端不会再次发出确认。由于服务器收不到确认，就知道客户端并没有请求连接。（牛逼）

**TCP释放**  
**1、为什么客户端最后还要等待2MSL？**  
MSL（Maximum Segment Lifetime），TCP允许不同的实现可以设置不同的MSL值。  
第一，保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达服务器，因为这个ACK报文可能丢失，站在服务器的角度看来，我已经发送了FIN+ACK报文请求断开了，客户端还没有给我回应，应该是我发送的请求断开报文它没有收到，于是服务器又会重新发送一次，而客户端就能在这个2MSL时间段内收到这个重传的报文，接着给出回应报文，并且会重启2MSL计时器。  
第二，防止类似与“三次握手”中提到了的“已经失效的连接请求报文段”出现在本连接中。客户端发送完最后一个确认报文后，在这个2MSL时间中，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样新的连接中不会出现旧连接的请求报文。  
**2、为什么建立连接是三次握手，关闭连接确是四次挥手呢？**  
建立连接的时候， 服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。  
而关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示客户端不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。  
**3、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75s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。  
4、从A进入到TIME\_WAIT状态后，要经过4分钟才能进入COLSED状态，才能开始建立下一个新的连接（P218）,那我们平时使用TCP客户端的时候，断开后马上连接又是怎么实现的呢？  
答案在于，软件每次分配的端口都是不一样的

**TCP长连接和短连接的区别**  
长连接：  
所谓长连接，指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持期间，如果没有数据包发送，**需要双方发检测包以维持此连接，一般需要自己做在线维持**。  
**连接→数据传输→保持连接（心跳包）→数据传输→保持连接（心跳包）…关闭连接**  
这就要长连接在没有数据通信时，定时发送数据包（心跳），以维持连接状态。  
TCP保活功能，保活功能主要是为服务器应用提供，服务器应用希望知道客户机是否崩溃，从而可以代表客户使用资源。如果客户已经消失，使得服务器上保留一个半开放的连接，而服务器又在等待客户端的数据，则服务器将应远等待客户端的数据，保活功能就是试图在服务器端检测这种半开放的连接。  
如果一个给定的连接在两小时内没有任何动作，则服务器就向客户端发一个探测报文段，客户主机必须处于以下四个状态之一：  
1.客户主机依旧正常运行，并从服务器可达。客户的TCP响应正常，而服务器也知道对方是正常的，服务器在两个小时候后将保活定时器复位（保活定时器会在两小时以后继续触发）。  
2 客户机已经崩溃，并且关闭或正在重新启动。在任何一种情况下，客户的TCP都没有响应。服务器将不能收到对探测的响应，此后每隔75s后发送一次探测，总共发送10次这样的探测。如果服务器没有收到一个响应，它就认为客户主机已经关闭并终止连接。  
3 客户主机崩溃并已经重新启动。客户端的TCP发送RST，服务器收到后关闭此连接。  
4 客户主机依旧正常运行，但是从服务器不可达  
双方的反应和第二种是一样的，服务器不能区分对端异常与中间链路异常。

**短连接**：是指通信双方有数据交互时，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，则断开此TCP连接，（管理起来比较简单，存在的连接就是有用的连接，不需要额外的控制手段）  
**连接->数据传输->关闭连接**

应用场景：长连接适用于频繁交互数据的场景，点对点的通信，而且连接数不能太多。  
**短连接适用于向http服务**(http1.0只支持短连接，http1.1keep alive带时间，操作次数限制的长连接)

**心跳包**  
**心跳包就是在客户端和服务器端间定时通知对方自己状态的一个自己定义的命名字，按照一定的时间发送，类似于心跳**。  
（1）所谓心跳就是定时发送一个自定义的结构体（心跳包或心跳帧），让对方知道自己在线。  
（2）发送方可以是客户端也可以是服务器端，看哪边实现方便合理。  
（3）事实上这是为了保持长连接，至于这个包的内容，没有什么特别的规定，不过一般都还是很小的包，或者包含头的一个空包。  
（4）TCP机制里面，本身是有心跳包的机制的，系统默认是2个小时的心跳频率。但是它检测不到机器断电，网线拔出，防火墙这些断线。  
（5）一般应用下，30-40s比较不错。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211223/e6c187e386244126811e03e5a04dddbc.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211223/ee77e15fffa74c8c97d3a5bcd765c75d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211223/8b64b419689945d0a120c7629ee063ce.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p5NDc2NzU2NzY_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20211223/a9ec41c232994576999df1bffaa0f4a4.png