蒋豆芽的面试题专栏（19/计算机网络之TCP挥手与握手）

1. TCP为什么要三次握手，能两次吗？⭐⭐⭐⭐⭐

2. TCP为什么要四次挥手，能三次吗？⭐⭐⭐⭐⭐

3. 说说TCP三次握手的过程。⭐⭐⭐⭐⭐

4. 说说TCP四次挥手的过程。⭐⭐⭐⭐⭐

5. 为什么第四次挥手后，客户端需要等待2MSL？ ⭐⭐⭐⭐⭐

6. 什么是洪泛攻击？怎么避免？⭐⭐⭐⭐⭐

7. 如何应对短连接、高并发的场景？⭐⭐⭐⭐⭐

8. 说说TCP的可靠机制。⭐⭐⭐⭐⭐

9. 请说说TCP的ACK机制，有什么好处？⭐⭐⭐⭐⭐

10. 如何让UDP也变得可靠？⭐⭐⭐⭐⭐

11. 什么是负载均衡？⭐⭐⭐⭐⭐

12. Session和cookie的区别？⭐⭐⭐⭐⭐

13. 网络调试的工具？⭐⭐⭐⭐⭐

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1. TCP为什么要三次握手，能两次吗？⭐⭐⭐⭐⭐

   不能两次

   假如只进行两次握手，客户端发送连接请求后，会等待服务器端的应答。但是会出现的问题是，假如客户端的SYN迟迟没有到达服务器端，此时客户端超时后，会重新发送一次连接，假如重发的这次服务器端收到了，且应答客户端了，连接建立了。

   但是建立后，第一个SYN也到达服务端了，这时服务端会认为这是一个新连接，会再给客户端发送一个ACK，这个ACK当然会被客户端丢弃。但是此时服务器端已经为这个连接分配资源了，而且服务器端会一直维持着这个资源，会造成资源浪费。

   两次握手的问题在于服务器端不知道SYN的有效性，所以如果是三次握手，服务器端会等待客户端的第三次握手，如果第三次握手迟迟不来，服务器端就会释放相关资源。

2. TCP为什么要四次挥手，能三次吗？⭐⭐⭐⭐⭐

   不能三次。

   第二次挥手和第三次挥手不能合并在一起，这是因为第二次挥手后，服务器端可能还在传输数据，需要等待数据传输完毕后再进行第三次挥手。

3. 说说TCP三次握手的过程。⭐⭐⭐⭐⭐

   三次握手：

   1. Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，等待Server确认。
   2. Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发给Client以确认连接请求。
   3. Client收到确认后，检测ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server。完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

4. 说说TCP四次挥手的过程。⭐⭐⭐⭐⭐

   四次挥手：

   1. 数据传输结束后，Client的应用进程发出连接释放报文段FIN，并停止发送数据，此时Client依然可以接收Server发送来的数据。
   2. Server接收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到的序号+1。
   3. 当Server没有数据要发送时，Server发送一个FIN报文，等待Client的确认。
   4. Client收到Server的FIN报文后，给Server发送一个ACK报文，确认序列号为收到的序号+1。此时Client进入TIME_WAIT状态，等待2MSL（MSL：报文段最大生存时间），然后关闭连接。

5. 为什么第四次挥手后，客户端需要等待2MSL？ ⭐⭐⭐⭐⭐

   这是为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器。如果客户端不等待2MSL，这个ACK报文段可能丢失，因而使得处在LAST-ACK状态的服务器收不到ACK报文段的确认，导致服务器无法正常关闭。而如果客户端等待2MSL，服务器就会超时重传FIN报文段，而客户端就能在2MSL时间内收到这个重传的FIN-ACK报文段。接着客户端重传一个确认，重新启动2MSL计时器。当服务器收到最后一个ACK后就可以正常关闭了。

   2MSL的意义是，经过2MSL后，所有的报文都会消失，不会影响下一次连接。最后客户端和服务器端都能正常进入到CLOSED状态。

6. 什么是洪泛攻击？怎么避免？⭐⭐⭐⭐⭐

   A（攻击者）发送TCP SYN，SYN是TCP三次握手中的第一个数据包，而当这个服务器返回ACK以后，A不再进行确认，那这个连接就处在了一个挂起的状态，也就是半连接的意思，那么服务器收不到再确认的一个消息，还会重复发送ACK给A。

   这样一来就会更加浪费服务器的资源。A就对服务器发送非法大量的这种TCP连接，由于每一个都没法完成握手的机制，所以它就会消耗服务器的内存最后可能导致服务器死机，就无法正常工作了。更进一步说，如果这些半连接的握手请求是恶意程序发出，并且持续不断，那么就会导致服务端较长时间内丧失服务功能——这样就形成了DoS攻击。这种攻击方式就称为SYN泛洪攻击。

   避免方法：

   最常用的一个手段就是优化主机系统设置。

   （1）比如降低SYN timeout时间，使得主机尽快释放半连接的占用。

   （2）或者采用SYN cookie设置，就是给每一个请求连接的IP地址分配一个Cookie，如果短时间内连续受到某个IP的重复SYN报文，就认定是受到了攻击，以后从这个IP地址来的包会被丢弃。Cookie是当浏览某网站时，由Web服务器置于硬盘上一个非常小的文本文件，用来记录用户ID，密码，浏览过的网页，停留时间等信息。当我们认为受到了攻击，合理的采用防huo墙（汉字竟然会被屏蔽，有点意思，只能打拼音了）设置等外部网络进行拦截。

   （3）使用长连接。在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接。

7. 如何应对短连接、高并发的场景？⭐⭐⭐⭐⭐

   1. 针对于大量短连接同时高并发的情况： 最常用的一个手段就是优化主机系统设置。

      （1）比如降低SYN timeout时间，使得主机尽快释放半连接的占用。

      （2）或者采用，就是给每一个请求连接的IP地址分配一个Cookie，如果短时间内连续受到某个IP的重复SYN报文，就认定是受到了攻击，以后从这个IP地址来的包会被丢弃。Cookie是当浏览某网站时，由Web服务器置于硬盘上一个非常小的文本文件，用来记录用户ID，密码，浏览