1. 什么是TCP协议？
TCP（Transmission Control Protocol）即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。它由IETF的RFC 793定义，为互联网中的数据通信提供了稳定的传输机制。
2. TCP的特点是什么？
TCP的特点主要包括：
- 面向连接：在数据传输之前需要建立连接，通信结束后会断开连接。
- 可靠传输：通过序列号、确认应答、重传机制等技术确保数据包正确无误地从源点传送到目的地。
- 全双工通信：允许数据在两个方向上同时传输，提高了通信效率。
- 流量控制：通过滑动窗口机制进行流量控制，避免快速发送方压倒慢速接收方。
- 拥塞控制：实施拥塞控制策略来避免网络拥塞，如慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等。
- 有序传输：保证数据按发送时的顺序到达接收端。
3. TCP如何保证数据的可靠性？
TCP通过以下机制保证数据的可靠性：
- 序列号：每个数据包都有一个唯一的编号，以便接收方可以按照正确的顺序重新组合数据。
- 确认应答：接收方会向发送方发送确认信号，表示已经接收到数据。如果发送方没有收到确认信号，会重传数据。
- 重传机制：当数据包在传输过程中丢失或出错时，TCP会重新发送这些数据包。
4. TCP和UDP的区别是什么？
TCP和UDP是两种不同的传输层协议，它们的主要区别包括：
- 连接性：TCP是面向连接的协议，需要在传输数据之前建立连接；而UDP是无连接的协议，可以直接发送数据。
- 可靠性：TCP提供可靠的数据传输服务，保证数据的顺序和完整性；UDP不提供可靠的数据传输服务，不保证数据的顺序和完整性。
- 应用场景：TCP适用于需要可靠传输的应用场景，如文件传输、邮件发送等；UDP适用于不需要可靠传输的应用场景，如音频、视频流等。
5. TCP三次握手的过程是什么？
TCP三次握手的过程包括：
- 第一次握手：客户端发送一个SYN包（SYN=1，seq=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认。
- 第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ACK=1，ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=1，seq=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。
- 第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包(ACK=1，ack=y+1，seq=x+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
6.TCP三次握手为什么不是二次？
1. 防止失效的连接请求
- 背景：假设在两次握手的情况下，客户端发送了一个连接请求（SYN包），但由于网络延迟或其他原因，这个请求在一段时间后才到达服务器。在请求到达之前，客户端由于未收到服务器的响应，可能会再次发送连接请求。
- 问题：如果此时服务器收到了第一次的请求并回复了确认（ACK），那么两者将建立连接并开始数据传输。但之后，第一次的请求由于网络通畅最终也到达了服务器，服务器将再次回复确认，并尝试建立连接。然而，此时客户端并没有再次发送确认，这会导致服务器上有一个无用的连接，浪费了资源。
2. 确保双向通信的可靠性
- 双向传输：TCP是一个双向传输协议，需要确保双方都能够发送和接收数据。
- 两次握手的不足：在两次握手的情况下，只能确保客户端发送的数据能够到达服务器，但服务器发送给客户端的数据是否能够达到则无法保证。
- 三次握手的必要性：通过第三次握手，客户端发送对服务器SYN的确认（ACK），服务器能够确保客户端已经收到了自己的SYN+ACK包，从而确保了双向通信的可靠性。
3. 总结
- TCP采用三次握手而不是两次握手，主要是为了确保连接的可靠性和有效性，防止失效的连接请求导致资源浪费，并确保双向通信的可靠性。通过三次握手，客户端和服务器能够确认彼此的状态和序列号，为后续的数据传输打下坚实的基础。
7.三次握手过程中交换了哪些数据？
滑动窗口的大小以及序号
8.三次握手过程中服务器向客户端传递了几次数据？
1次
9.请简述一下滑动窗口
滑动窗口（Sliding Window）是TCP协议中一种重要的流量控制机制，用于调节发送方和接收方之间的数据传输速率，以避免网络拥塞并提高传输效率。以下是关于滑动窗口的详细解释：
1. 基本概念
- 定义：滑动窗口是一种流量控制技术，允许发送方在不等待确认应答的情况下连续发送多个数据段，从而提高了网络的利用率。
- 位置：滑动窗口不仅存在于数据链路层，也存在于传输层，如TCP协议。
2. 工作原理
- 发送窗口：发送方维护一个发送窗口，表示可以连续发送的数据段的范围。发送窗口的大小取决于网络的情况和接收方的能力。
- 接收窗口：接收方维护一个接收窗口，表示可以接收的数据段的范围。接收窗口的大小取决于接收方的缓冲区大小和处理能力。
- 滑动操作：随着数据的发送和接收，发送窗口和接收窗口会不断滑动。当接收方成功接收到数据后，会将窗口向前滑动，通知发送方可以发送更多的数据。当发送方收到接收方的确认后，也会将发送窗口向前滑动。
3. 流量控制
- 接收方控制：接收方通过调整接收窗口的大小来控制发送方的发送速率。如果接收方的缓冲区已满或者处理能力有限，可以减小接收窗口的大小，通知发送方减缓发送速率。如果接收方的缓冲区有足够的空间，可以增大接收窗口的大小，提高发送速率。
4. 主要优点
- 提高传输效率：滑动窗口允许发送方连续发送多个数据段，而不需要等待确认应答，从而提高了网络的利用率和传输效率。
- 减少延迟：通过滑动窗口机制，发送方和接收方之间可以实现并行的数据传输，从而减少了传输延迟。
- 灵活性：滑动窗口的大小是动态调整的，可以根据网络的情况和接收方的能力来调整，从而适应不同的网络环境和传输需求。
5. 示例（假设发送窗口尺寸为2，接收窗口尺寸为1）
- 初始态：发送方没有帧发出，发送窗口前后沿相重合。接收方0号窗口打开，等待接收0号帧。
- 发送数据：发送方打开0号窗口，表示已发出0帧但尚未确认返回信息。此时接收窗口状态不变。随后，发送方打开0、1号窗口，表示0、1号帧均在等待确认之列。
- 接收与确认：接收方收到0号帧后，0号窗口关闭，1号窗口打开，表示准备接收1号帧。发送方收到接收方发来的0号帧确认返回信息后，关闭0号窗口，并继续发送数据。
6. 归纳
滑动窗口是TCP协议中关键的流量控制机制，通过动态调整发送窗口和接收窗口的大小，实现了发送方和接收方之间数据传输速率的动态调节，有效避免了网络拥塞，提高了传输效率和稳定性。
11. TCP四次挥手的过程是什么？
TCP四次挥手的过程包括：
- 第一次挥手：客户端发送一个FIN包（FIN=1）用来关闭客户端到服务器的数据传送，客户端进入FIN_WAIT_1状态。
- 第二次挥手：服务器收到FIN包后，发送一个ACK包（ACK=1，ack=x+1）给客户端，确认序号为收到序号+1，服务器进入CLOSE_WAIT状态。
- 第三次挥手：服务器发送一个FIN包（FIN=1）用来关闭服务端到客户端的数据传送，服务器进入LAST_ACK状态。
- 第四次挥手：客户端收到FIN包后，进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK包（ACK=1，ack=y+1）给服务器，确认后，服务器进入CLOSED状态，客户端经过2MSL（报文最大生存时间）后也进入CLOSED状态。
12.TIME_WAIT状态的作用？
TIME_WAIT状态在TCP协议中扮演着重要的角色，其主要作用包括：
- 确保可靠关闭连接 ：
- 当TCP连接关闭时，通信双方会交换FIN（结束）和ACK（确认）报文段。进入TIME_WAIT状态的一方会等待一段时间（通常是2MSL，即报文段最大生存时间的两倍），以确保对方也正确地接收并处理了FIN和ACK报文段。这样可以防止在网络存在延迟的情况下，对方未收到ACK报文段而导致的连接异常终止。
- 例如，如果服务器发送了FIN包，但客户端的ACK包在传输过程中丢失，服务器会重发FIN包。在TIME_WAIT状态下，客户端能够重发丢失的ACK包，确保连接的正常关闭。
- 防止旧报文段干扰新连接 ：
- 在TCP连接关闭后，可能会有延迟的报文段在网络中滞留。如果这些旧的报文段被错误地应用于新的连接，可能会导致连接混乱或数据损坏。
- TIME_WAIT状态可以确保有足够的时间让旧的报文段从网络中消失。具体来说，等待的2MSL时间通常足够让旧的报文段在网络中消逝，从而避免对新连接的干扰。
- 实现TCP全双工连接的终止 ：
- 在TCP全双工连接中，关闭连接的过程需要四次挥手。TIME_WAIT状态允许客户端在发送最后一个ACK包后继续等待一段时间，以确保服务器正确地处理了连接关闭的请求。
- 允许老的重复分节在网络中消逝 ：
- TCP分节可能由于网络故障而"迷途"，并在网络修复后被送到最终目的地。为了避免这些迷途的分节被误解为新的连接的一部分，TIME_WAIT状态可以确保这些分节在网络中消逝，从而避免对新连接的干扰。
归纳 ：
TIME_WAIT状态在TCP连接的生命周期中占据重要位置，它通过确保连接的可靠关闭、防止旧报文段对新连接的干扰以及实现TCP全双工连接的终止，保证了TCP通信的稳定性和安全性。同时，它也允许网络中的旧报文段有足够的时间消逝，避免了潜在的连接混乱和数据损坏。