計算機網絡

1. 三次握手和四次揮手,原因就是全雙工,

syn,seq
syn ack,seq
ack seq;
四次揮手:fin,ack, fin, ack;

2. time_wait的優缺點以及如何解決。

缺點是,短期內大量的連接處于time_wait狀態,導致端口不可用,會耗盡系統的資源;

優點是:
(1) RST相關,不等待的話,如果ack沒有到達對端,導致對方重傳,會返回RST,是一個錯誤。
(2) 如果很快的又建立了一個連接的話,相同IP,相同端口號的連接,會造成舊的消息被當做新的消息處理。

nginx的解決辦法是:
(1)盡快釋放time_wait連接,可能會縮短時間;
(2)讓time_wait的狀態可用,就是滿了的話,就會強制發生覆蓋。
((3)還可以擴大端口號啦,將短連接改為長連接啦,什么的。)

3. TCP如何保證可靠性的

  1. 發送端面向字節流,會進行分片,使用編號機制;
  2. 接收端會進行合并,使用確認機制;
  3. 發送端會進行超時重傳機制。

4. 如何理解面向連接和面向非連接

面向連接指的是,兩個數據包之間是相關的,面向非連接則前后的數據包都是非相關的,會被接收方解釋為一個獨立的數據包,不會和前面的數據包進行合并傳遞給應用程序等。(內核判斷相關性,不是應用程序)

5. TCP協議的流量控制功能;

使用的滑動窗口協議:

  1. 首先每次會發好幾個分片過去,等到完全確認后,收到連續的確認,窗口才會移動;
  2. 窗口的大小信息可以保存在tcp包中傳遞的,告知對方自己接收/發送緩沖區的情況;

接下來就是幾個關鍵字:

  1. 慢啟動:由一個包開始發送,以2的冪次數量的增長,直到一個慢啟動臨界值,然后改為線性增長;
  2. 擁塞避免階段:就是線性增長的那一階段;

然后有兩種情況會中斷上述行為:

  1. 超時了確認包沒有到達,這個會被認為阻塞,反應比較大,會先將慢啟動門限降低為當前窗口的一半,然后重新開始慢啟動;
  2. 發送方需要接受確認才會窗口移動,如果接受到了3個確認,但是3個確認編號前面的某個分片沒有被確認,則會立即進行重傳;(以上為快速重傳)如果進行了重傳,那么會將慢啟動門限值改為當前窗口大小的一半,當前窗口值也變為那個值,然后重新進行擁塞避免階段。(以上為快速啟動)

6. 向瀏覽器地址欄輸入一個網址后,會經過哪些協議?

(1)DNS協議,會進行DNS查詢,根據域名的級別分別查找對應的IP地址;基本的步驟是,先查詢本地瀏覽器的緩存有沒有,沒有的話調用系統調用,內核會查詢hosts文件中有沒有,沒有的話,會使用向DNS服務器服務器查詢,DNS服務器檢查自己這沒有的話,會向根域名服務器進行查詢,直到最后得到IP地址,最后交到瀏覽器進程的手中;
(2)http協議,然后就將請求的報文封裝到http協議上;
(3)TCP協議,使用TCP協議發送出去;
(4)IP協議,使用IP協議發送出去;
(5)ARP協議,如果IP對MAC地址找不到對應關系,就會進行ARP協議去尋找IP對應的mac地址;
(6)找到了,然后經過數據鏈路層,物理層發送過去。

7. TCP/IP協議每一層都需要添加標志位來標志向上來自哪一個協議,比如IP層需要標志數據包是來自TCP,還是UDP,還是ICMP,還是IGMP;傳輸層是通過進程號來標志上層應用程序的。

結論:
允許多個套接字綁定到一個端口,允許多個程序監聽一個端口,但是只有其中一個套接字、進程才能取到數據,并且會存在驚群線性。
(1)理論上講,一個端口可以綁定到一個套接字上,之后其他的套接字再想連接這個端口就不行了。區分于眾所周知的端口,那是相對于服務器來說的,一般哪種服務使用哪種端口。
(2)使用端口是綁定到套接字上的,套接字是在一個應用程序中的,查看占用某個端口號的進程有哪些的命令是:

lsof -i:port

(3)父進程綁定了一個套接字,然后fork出一個子進程,此時兩個進程都是在監聽這個端口的,那么數據來了,交給誰呢,答案應該是不確定,都可能交給,試的例子是輪流接受。有一種策略叫端口復用,就是可以多個套接字綁定到一個端口,那此時內核將數據交給誰就是不確定的。

8. 服務器time_wait和close_wait的解決辦法

(1)time_wait是主動關閉的一方才有的,所以,解決辦法是見第二點;
(2)close_wait是被動關閉的一方收到fin后,但是沒有發送ACK導致的,自己憋住自己,使得只能停留在close_wait上,所以需要自己檢查自己的代碼,手動關閉close;

9. 如何使用UDP實現tcp;

udp很吸引人的地方在于快,網絡利用率相對高(首部自己比較少);甚至對于服務器來說,不需要維護當前連接狀態,所以可以的并發量比TCP更高。
udp的可靠性需要由上層來保證,不管是發出的包大小,編號,確認機制(服務器和用戶端在設計時都需要產生確認,由用戶程序產生)都由應用層程序提供。使用UDP實現TCP的原因就是應用層可能不需要完整的tcp,只需要部分功能,所以其可以自行實現。
所以QQ使用udp傳輸在網絡不好的時候,明明這端顯示發送失敗,但是對方還是收到了信息,原因就是本端只是沒有收到服務器發來的確認包,不代表服務器沒有收到,從而進行轉發。

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