TCP 协议简介及常用面试题

TCP 协议简介

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。它位于 OSI 模型的传输层，主要用于在不可靠的网络上提供可靠的端到端数据传输。以下是 TCP 的核心特性：

面向连接：TCP 在通信前需要通过三次握手建立连接，通信结束后通过四次挥手断开连接。
可靠性：TCP 通过确认机制、超时重传、流量控制和拥塞控制等机制，确保数据不丢失、不重复、按序到达。
基于字节流：TCP 将数据视为字节流，而不是独立的数据报，适合传输大量数据。

TCP 常用面试题

1、TCP 三次握手：

过程：客户端发送 SYN 报文，服务器回复 SYN+ACK 报文，
客户端再发送 ACK 报文，连接建立。

2、为什么是三次握手：

三次握手可以确保双方的发送和接收能力正常，避免因网络延迟导致的无效连接请求。

3、TCP 四次挥手：

过程：
客户端发送 FIN 报文，服务器回复 ACK 报文并继续发送数据，服务器发送 FIN 报文，
客户端回复 ACK 报文，连接关闭。

4、为什么是四次挥手：

因为 TCP 是全双工通信，双方需要分别关闭发送和接收通道。

5、服务器回复 ACK 报文并继续发送数据，服务器发送 FIN 报文为什么不能合并为一步：

因为这中间服务器可能还要继续向客户端发送数据，即这两步不一定是同一时间点。

6、TIME_WAIT 状态：

作用：确保最后一个 ACK 报文能够到达对方，并让旧的数据包在网络中消失，避免新连接收到旧数据。

7、TCP 与 UDP 的区别：

连接机制：TCP 是面向连接的，UDP 是无连接的。
可靠性：TCP 保证数据可靠传输，UDP 不保证。
传输方式：TCP 是基于字节流的，UDP 是基于数据报的。

8、TCP 的超时重传与快速重传：

超时重传：发送数据后启动计时器，超时未收到 ACK 则重传。
快速重传：收到三个重复的 ACK 时立即重传，无需等待超时。

9、TCP 首部字段：

包括源端口、目的端口、序号、确认号、数据偏移、控制位（如 SYN、ACK、FIN）、窗口大小、校验和等。

10、HTTP工作流程：

当客户端（如浏览器）需要从服务器获取数据时，会发起一个 HTTP 请求。
这个请求会通过 TCP 协议建立一个到服务器的连接通道。
数据传输完成后，HTTP 通常会立即断开 TCP 连接，这种模式被称为“短连接”。
TCP 负责建立连接、传输数据和断开连接，而 HTTP 则负责定义数据的格式和语义，
例如请求方法（GET、POST）和响应状态码（200、404）等。