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TCP/IP,你必知必會的十個問題

2021-03-04    分類: 網(wǎng)站建設(shè)

本文整理了一些TCP/IP協(xié)議簇中需要必知必會的十大問題,既是面試高頻問題,又是程序員必備基礎(chǔ)素養(yǎng)。

一、TCP/IP模型

TCP/IP協(xié)議模型(Transmission Control Protocol/Internet Protocol),包含了一系列構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是Internet的核心協(xié)議。

基于TCP/IP的參考模型將協(xié)議分成四個層次,它們分別是鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。下圖表示TCP/IP模型與OSI模型各層的對照關(guān)系。

3. 什么時候應(yīng)該使用TCP?

當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量有要求的時候,比如:整個數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確無誤的傳遞給對方,這往往用于一些要求可靠的應(yīng)用,比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協(xié)議,POP、SMTP等郵件傳輸?shù)膮f(xié)議。

4. 什么時候應(yīng)該使用UDP?

當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量要求不高的時候,要求網(wǎng)絡(luò)通訊速度能盡量的快,這時就可以使用UDP。

七、DNS

DNS(Domain Name System,

  • 第一次握手: 建立連接。客戶端發(fā)送連接請求報(bào)文段,將SYN位置為1,Sequence Number為x;然后,客戶端進(jìn)入SYN_SEND狀態(tài),等待服務(wù)器的確認(rèn);
  • 第二次握手: 服務(wù)器收到SYN報(bào)文段。服務(wù)器收到客戶端的SYN報(bào)文段,需要對這個SYN報(bào)文段進(jìn)行確認(rèn),設(shè)置Acknowledgment Number為x+1(Sequence Number+1);同時,自己自己還要發(fā)送SYN請求信息,將SYN位置為1,Sequence Number為y;服務(wù)器端將上述所有信息放到一個報(bào)文段(即SYN+ACK報(bào)文段)中,一并發(fā)送給客戶端,此時服務(wù)器進(jìn)入SYN_RECV狀態(tài);
  • 第三次握手: 客戶端收到服務(wù)器的SYN+ACK報(bào)文段。然后將Acknowledgment Number設(shè)置為y+1,向服務(wù)器發(fā)送ACK報(bào)文段,這個報(bào)文段發(fā)送完畢以后,客戶端和服務(wù)器端都進(jìn)入ESTABLISHED狀態(tài),完成TCP三次握手。

為什么要三次握手?

為了防止已失效的連接請求報(bào)文段突然又傳送到了服務(wù)端,因而產(chǎn)生錯誤。

具體例子:“已失效的連接請求報(bào)文段”的產(chǎn)生在這樣一種情況下:client發(fā)出的第一個連接請求報(bào)文段并沒有丟失,而是在某個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)長時間的滯留了,以致延誤到連接釋放以后的某個時間才到達(dá)server。本來這是一個早已失效的報(bào)文段。

但server收到此失效的連接請求報(bào)文段后,就誤認(rèn)為是client再次發(fā)出的一個新的連接請求。于是就向client發(fā)出確認(rèn)報(bào)文段,同意建立連接。假設(shè)不采用“三次握手”,那么只要server發(fā)出確認(rèn),新的連接就建立了。由于現(xiàn)在client并沒有發(fā)出建立連接的請求,因此不會理睬server的確認(rèn),也不會向server發(fā)送數(shù)據(jù)。但server卻以為新的運(yùn)輸連接已經(jīng)建立,并一直等待client發(fā)來數(shù)據(jù)。這樣,server的很多資源就白白浪費(fèi)掉了。

采用“三次握手”的辦法可以防止上述現(xiàn)象發(fā)生。例如剛才那種情況,client不會向server的確認(rèn)發(fā)出確認(rèn)。server由于收不到確認(rèn),就知道client并沒有要求建立連接?!?/p>

2. 四次揮手

當(dāng)客戶端和服務(wù)器通過三次握手建立了TCP連接以后,當(dāng)數(shù)據(jù)傳送完畢,肯定是要斷開TCP連接的啊。那對于TCP的斷開連接,這里就有了神秘的“四次分手”。

從圖中可以看出,B進(jìn)行了三次流量控制。第一次把窗口減少到 rwnd = 300 ,第二次又減到了 rwnd = 100 ,最后減到 rwnd = 0 ,即不允許發(fā)送方再發(fā)送數(shù)據(jù)了。這種使發(fā)送方暫停發(fā)送的狀態(tài)將持續(xù)到

2. 快重傳和快恢復(fù)

(1) 快重傳

快重傳算法首先要求接收方每收到一個失序的報(bào)文段后就立即發(fā)出重復(fù)確認(rèn)(為的是使發(fā)送方及早知道有報(bào)文段沒有到達(dá)對方)而不要等到自己發(fā)送數(shù)據(jù)時才進(jìn)行捎帶確認(rèn)。

TCP/IP

接收方收到了M1和M2后都分別發(fā)出了確認(rèn)。現(xiàn)在假定接收方?jīng)]有收到M3但接著收到了M4。

顯然,接收方不能確認(rèn)M4,因?yàn)镸4是收到的失序報(bào)文段。根據(jù) 可靠傳輸原理,接收方可以什么都不做,也可以在適當(dāng)時機(jī)發(fā)送一次對M2的確認(rèn)。

但按照快重傳算法的規(guī)定,接收方應(yīng)及時發(fā)送對M2的重復(fù)確認(rèn),這樣做可以讓 發(fā)送方及早知道報(bào)文段M3沒有到達(dá)接收方。發(fā)送方接著發(fā)送了M5和M6。接收方收到這兩個報(bào)文后,也還要再次發(fā)出對M2的重復(fù)確認(rèn)。這樣,發(fā)送方共收到了 接收方的四個對M2的確認(rèn),其中后三個都是重復(fù)確認(rèn)。

快重傳算法還規(guī)定,發(fā)送方只要一連收到三個重復(fù)確認(rèn)就應(yīng)當(dāng)立即重傳對方尚未收到的報(bào)文段M3,而不必 繼續(xù)等待M3設(shè)置的重傳計(jì)時器到期。

由于發(fā)送方盡早重傳未被確認(rèn)的報(bào)文段,因此采用快重傳后可以使整個網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高約20%。

(2) 快恢復(fù)

與快重傳配合使用的還有快恢復(fù)算法,其過程有以下兩個要點(diǎn):

當(dāng)發(fā)送方連續(xù)收到三個重復(fù)確認(rèn),就執(zhí)行“乘法減小”算法,把慢開始門限ssthresh減半。

與慢開始不同之處是現(xiàn)在不執(zhí)行慢開始算法(即擁塞窗口cwnd現(xiàn)在不設(shè)置為1),而是把cwnd值設(shè)置為 慢開始門限ssthresh減半后的數(shù)值,然后開始執(zhí)行擁塞避免算法(“加法增大”),使擁塞窗口緩慢地線性增大。

TCP/IP

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新聞標(biāo)題:TCP/IP,你必知必會的十個問題
當(dāng)前路徑:http://www.rwnh.cn/news13/104163.html

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