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- 1. 基础篇
- 1.1 网络基础
- 1.1.1 TCP 三次握手
- 1.1.2 TCP四次挥手
- 1.1.3 TCP常见面试题
1. 基础篇
1.1 网络基础
1.1.1 TCP 三次握手
三次握手过程：
- 客户端——发送带有SYN标志的数据包——服务端 一次握手 Client进入syn_sent状态
- 服务端——发送带有SYN/ACK标志的数据包——客户端 二次握手 服务端进入syn_rcvd
- 客户端——发送带有ACK标志的数据包——服务端 三次握手 连接就进入Established状态
为什么三次：
- 主要是为了建立可靠的通信信道，保证客户端与服务端同时具备发送、接收数据的能力
为什么两次不行？
- 防止已失效的请求报文又传送到了服务端，建立了多余的链接，浪费资源
- 两次握手只能保证单向连接是畅通的。（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。 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）
1.1.2 TCP四次挥手
四次挥手过程：
- 客户端——发送带有FIN标志的数据包——服务端，关闭与服务端的连接 ，客户端进入FIN-WAIT-1状态
- 服务端收到这个 FIN，它发回⼀ 个 ACK，确认序号为收到的序号加1，服务端就进入了CLOSE-WAIT状态
- 服务端——发送⼀个FIN数据包——客户端，关闭与客户端的连接，客户端就进入FIN-WAIT-2状态
- 客户端收到这个 FIN，发回 ACK 报⽂确认，并将确认序号设置为收到序号加1，TIME-WAIT状态
1.1.3 TCP常见面试题
【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？
- 答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。
【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？
- 答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。
【问题3】为什么不能用两次握手进行连接？
- 答：1. 防止已失效的请求报文又传送到了服务端，建立了多余的链接，浪费资源；2. 两次握手只能保证单向连接是畅通的。（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。 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）
【问题4】如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？
- 答：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75秒钟发送一次。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
netstat -an |grep TIME_WAIT|wc -l 查看连接数等待time_wait状态连接数
为什么会TIME-WAIT过多？解决方法是怎样的？
可能原因： 高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完请求后立刻按照主动正常关闭连接
解决：负载均衡服务器；Web服务器首先关闭来自负载均衡服务器的连接
