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TCP传输控制协议Transmission Control Protocol是一种面向连接的、可靠的传输协议。TCP 连接是指通过三次握手建立的通信链路用于保证数据的有序传输和完整性。
核心特点 可靠传输确保数据包按序到达且无丢失。双向通信通信双方可以同时发送和接收数据。面向连接需要在通信开始前建立连接三次握手并在结束时释放连接四次挥手。
TCP 主要用于需要高可靠性的应用场景如文件传输、电子邮件、网页浏览等。 4. HTTP 2.0 和 3.0 的区别 传输层协议 HTTP/2.0 基于 TCP。HTTP/3.0 基于 QUIC一种基于 UDP 的协议提高了传输速度和效率。 连接管理 HTTP/2.0 使用 TCP多路复用解决了大部分队头阻塞问题但仍受 TCP 队头阻塞的影响。HTTP/3.0 通过 QUIC 协议完全避免了队头阻塞问题。 传输速度 HTTP/2.0 的建立连接过程包括 TCP 握手和 TLS 握手延迟较高。HTTP/3.0 将加密TLS集成到 QUIC减少了连接建立的延迟。 数据恢复 HTTP/2.0 中丢失一个数据包会影响整个 TCP 流。HTTP/3.0 的每个流独立处理丢包问题不影响其他流。 5. HTTP 和 HTTPS 的区别 协议层次 HTTP 是超文本传输协议默认端口 80。HTTPS 是在 HTTP 之上加入了 SSL/TLS 协议用于加密通信默认端口 443。 安全性 HTTP 的数据是明文传输容易被窃听、篡改。HTTPS 对数据进行加密提供身份验证和完整性防止窃听和篡改。 性能影响 HTTPS 需要进行加密解密会增加一些计算开销。现代优化手段如 TLS 1.3使得性能影响微乎其微。 6. TCP 是用来解决什么问题
TCP 主要解决以下问题
数据可靠性 保证数据包按顺序到达。丢失的数据包可以重传。 流量控制 避免发送方传输速度过快导致接收方无法处理。 拥塞控制 防止网络过载。 双向通信 提供面向连接的双向可靠通信。 7. TCP 和 UDP 的区别 连接性 TCP 是面向连接的需要建立连接三次握手。UDP 是无连接的不需要握手直接发送数据。 可靠性 TCP 提供可靠传输数据丢失时可重传。UDP 不提供保证可能出现数据丢失。 速度 TCP 较慢适合需要可靠传输的场景如文件传输、网页。UDP 较快适合对时延敏感的场景如实时视频、游戏。 数据传输 TCP 按序传输保证数据完整性。UDP 不保证数据顺序。 8. TCP 的粘包和拆包问题
粘包多条数据在传输过程中被接收方合并为一条。拆包一条数据在传输过程中被分成多条。
原因
粘包 发送方将多条数据连续发送接收方一次性读取了多条。发送数据长度小于发送缓冲区的大小。 拆包 数据过大超过了缓冲区大小被拆分成多次发送。
解决方法 3. 固定消息长度预设每条消息的固定长度。 4. 分隔符在每条消息后添加特殊的分隔符如换行符。 5. 消息头消息开头加上长度字段告知接收方本条消息的长度。
1. TCP 的三次握手
TCP 的三次握手是建立连接的过程用来确保通信双方已经准备好能可靠地进行数据传输。
第一步客户端发送 SYN 报文表示请求建立连接同时初始序列号Seqx。第二步服务器收到后返回 SYNACK 报文表示同意建立连接同时发送自己的初始序列号Seqy并确认客户端的序列号Ackx1。第三步客户端收到后再次发送 ACK 报文确认服务器的序列号Acky1连接建立成功。
三次握手的目的
确保双方的发送能力和接收能力正常。同步序列号初始化双方的数据传输状态。 2. TCP 的四次挥手
TCP 的四次挥手是断开连接的过程确保双方都能安全地释放资源。
第一步客户端发送 FIN 报文表示不再发送数据但还能接收数据。第二步服务器收到后返回 ACK 报文表示已接收到客户端的 FIN。第三步服务器发送 FIN 报文表示不再发送数据。第四步客户端收到后返回 ACK 报文确认断开连接。
断开连接比建立连接多两次通信因为 TCP 是全双工通信双方需要分别确认对方不再发送数据。 3. TCP 为什么需要 TIME WAIT 状态 TIME WAIT 的作用 确保最后的 ACK 报文被对方收到如果服务器未收到 ACK会重发 FIN。TIME WAIT 确保客户端能接收并处理这些重发的 FIN。防止旧连接数据干扰新连接等待足够时间让网络中可能残留的旧数据包完全消失。 TIME WAIT 的持续时间 通常是 2 倍的最大报文生存时间2MSL。 4. TCP 超时重传机制 解决的问题 当数据包在传输中丢失或未及时收到确认时通过超时重传机制重新发送确保数据可靠传输。 机制流程 发送数据包后启动计时器。若在超时时间内未收到 ACK重新发送数据。每次超时重传会增大等待时间指数退避算法。 典型场景 网络拥塞、传输路径中断等导致的确认丢失。 5. TCP 滑动窗口的作用
TCP 滑动窗口是一种流量控制机制用于动态调整发送方能发送的最大数据量以避免接收方或网络过载。 工作原理 窗口大小由接收方设置告知发送方当前可接收的数据量。窗口随接收的确认数据滑动允许发送方发送更多数据。 作用 提高传输效率允许发送方在等待 ACK 的同时继续发送数据。避免拥塞通过动态调整窗口大小控制发送速率。 6. TCP/IP 四层模型
TCP/IP 是网络通信协议的基础模型共分为四层
应用层 提供应用程序间的通信接口。协议HTTP、FTP、SMTP、DNS。 传输层 提供端到端的可靠或非可靠传输。协议TCP、UDP。 网络层 负责路由和数据包的转发。协议IP、ICMP。 链路层 负责数据帧的封装和物理传输。包括以太网、Wi-Fi 等。 7. OSI 七层模型
OSI 是理论上的网络通信模型共分为七层
物理层 传输比特流定义硬件接口。如网线、光纤。 数据链路层 负责帧的传输和差错检测。如以太网协议。 网络层 负责寻址和路由选择。如 IP 协议。 传输层 提供端到端通信。如 TCP、UDP。 会话层 管理会话和数据同步。 表示层 负责数据格式转换和加密。 应用层 提供用户接口。如 HTTP、FTP。 8. Cookie、Session、Token 的区别
特性CookieSessionToken存储位置浏览器客户端服务器客户端可能会临时存储在本地状态保持无状态需要每次随请求发送有状态服务器存储会话信息无状态包含自身验证信息生命周期可持久设定过期时间短暂默认关闭浏览器即失效取决于设计通常有过期时间安全性较低容易被窃取和伪造较高数据存储在服务器端较高加密且不依赖服务器状态使用场景简单用户偏好、保持登录状态用户认证、状态管理分布式系统、API 调用
Cookie客户端存储数据常用于保存用户偏好或会话信息。Session服务器存储会话状态客户端用 Cookie 或其他方式传递会话 ID。Token自包含的加密数据客户端携带 Token 即可完成身份验证无需依赖服务器存储会话状态。
