TCP協議的常見面試題

1. 爲何鏈接的時候是三次握手，關閉的時候倒是四次握手？

由於當Server端收到Client端的SYN鏈接請求報文後，能夠直接發送SYN+ACK報文。其中ACK報文是用來應答的，SYN報文是用來同步的。可是關閉鏈接時，當Server端收到FIN報文時，極可能並不會當即關閉SOCKET，因此只能先回復一個ACK報文，告訴Client端，"你發的FIN報文我收到了"。只有等到我Server端全部的報文都發送完了，我才能發送FIN報文，所以不能一塊兒發送。故須要四步握手。

2. 爲何不能用兩次握手進行鏈接？

這主要是爲了防止已失效的鏈接請求報文段忽然又傳到了B，於是產生錯誤。

現假定一種異常狀況，即A發出的第一個鏈接請求報文段並無丟失，而是在某些網絡節點長時間滯留了，以至延誤到鏈接釋放後的某個時間纔到達B。原本這是一個早已失效的報文段。但B受到此失效的鏈接請求報文段後，就誤覺得是A又發出一次新的鏈接請求，因而就向A發出確認報文段，贊成創建鏈接。假定不採用第三次報文握手，那麼只要B發出確認，新的鏈接就創建了。

因爲如今A並無發出創建鏈接的請求，所以不會理睬B的確認，也不會向B發送數據，但B卻覺得新的運輸鏈接已經創建了，並一直等待A發來的數據。B的許多資源就這樣白白浪費了。

採用三次握手鍊接，能夠防止上述現象的發生。例如在剛纔的異常狀況下，A不會向B的確認發出確認，B因爲收不到確認，就知道A並無要求創建鏈接，因而B就不會再創建鏈接。

3. 爲何TIME_WAIT狀態須要通過2MSL才能返回到CLOSE狀態？

• 第一，爲了保證A發送的最後一個ACK報文段可以到達B。假設網絡是不可靠的，有能夠最後一個ACK丟失。因此TIME_WAIT狀態就是用來重發可能丟失的ACK報文。在Client發送出最後的ACK回覆，但該ACK可能丟失。Server若是沒有收到ACK，將不斷重複發送FIN片斷。因此Client不能當即關閉，它必須確認Server接收到了該ACK。Client會在發送出ACK以後進入到TIME_WAIT狀態。Client會設置一個計時器，等待2MSL的時間。若是在該時間內再次收到FIN，那麼Client會重發ACK並再次等待2MSL。所謂的2MSL是兩倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一個片斷在網絡中最大的存活時間，2MSL就是一個發送和一個回覆所需的最大時間。若是直到2MSL，Client都沒有再次收到FIN，那麼Client推斷ACK已經被Server成功接收，則結束TCP鏈接。
• 第二，防止「已失效的鏈接請求報文段」出如今本鏈接中。A在發送完最後一個ACK報文段後，再通過時間2MSL，就可使本鏈接持續的時間內所產生的全部報文段都從網絡中消失。這樣就可使下一個新的鏈接中不會出現這種舊的鏈接請求報文段。

4. 若是已經創建了鏈接，可是客戶端忽然出現故障了怎麼辦？

TCP還設有一個保活計時器，顯然，客戶端若是出現故障，服務器不能一直等下去，白白浪費資源。服務器每收到一次客戶端的請求後都會從新復位這個計時器，時間一般是設置爲2小時，若兩小時尚未收到客戶端的任何數據，服務器就會發送一個探測報文段，之後每隔75分鐘發送一次。若一連發送10個探測報文仍然沒反應，服務器就認爲客戶端出了故障，接着就關閉鏈接。