女人，只會(huì)影響我拔劍的速度
大家好，我是3y
最近的確有點(diǎn)小忙，很多東西都是剛上手，暫時(shí)沒辦法梳理成文章跟大家分享。不過(guò)，面試系列是不能停的。今天更新的是TCP基礎(chǔ)（這個(gè)知識(shí)點(diǎn)很高頻，能貫穿我們整個(gè)職業(yè)生涯
）
不廢話了，開始吧
第三十九次面試
候選者：面試官你好，請(qǐng)問(wèn)面試可以開始了嗎
面試官：嗯，開始吧
面試官：今天來(lái)聊聊TCP吧，TCP的各個(gè)狀態(tài)還有印象嗎？
候選者：還有些許印象的，要不我就來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)下TCP的三次握手和四次揮手的流程吧
候選者：說(shuō)完這兩個(gè)流程，就能把TCP的狀態(tài)給涵蓋上了
面試官：可以吧
候選者：在說(shuō)TCP的三次握手和四次揮手之前，我先給你畫下TCP的頭部格式唄（：
候選者：對(duì)于TCP三次握手和四次揮手，我們最主要的就是關(guān)注TCP頭部的序列號(hào)、確認(rèn)號(hào)以及幾個(gè)標(biāo)記位（SYN/FIN/ACK/RST）
候選者：序列號(hào)：在初次建立連接的時(shí)候，客戶端和服務(wù)端都會(huì)為「本次的連接」隨機(jī)初始化一個(gè)序列號(hào)。（縱觀整個(gè)TCP流程中，序列號(hào)可以用來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)包亂序的問(wèn)題）
候選者：確認(rèn)號(hào)：該字段表示「接收端」告訴「發(fā)送端」對(duì)上一個(gè)數(shù)據(jù)包已經(jīng)成功接收（確認(rèn)號(hào)可以?來(lái)解決網(wǎng)絡(luò)包丟失的問(wèn)題）
候選者：而標(biāo)記位就很好理解啦。SYN為1時(shí)，表示希望創(chuàng)建連接。ACK為1時(shí)，確認(rèn)號(hào)字段有效。FIN為1時(shí)，表示希望斷開連接。RST為1時(shí)，表示TCP連接出現(xiàn)異常，需要斷開。
候選者：下面就先從三次握手開始吧，期間我也會(huì)在三次握手中涉及到的TCP狀態(tài)也說(shuō)下的。
候選者：TCP三次握手的過(guò)程其實(shí)就是在：確認(rèn)通信雙方（客戶端和服務(wù)端）的序列號(hào)
候選者：它的過(guò)程是這樣的
候選者：在最開始的時(shí)候，客戶端和服務(wù)端都處于 CLOSE 狀態(tài)
候選者：服務(wù)器主動(dòng)監(jiān)聽某個(gè)端口，處于 LISTEN 狀態(tài)
候選者：客戶端會(huì)隨機(jī)生成出序列號(hào)（這里的序列號(hào)一般叫做client_isn），并且把標(biāo)志位設(shè)置為SYN（意味著要連接），然后把該報(bào)文發(fā)送給服務(wù)端
候選者：客戶端發(fā)送完SYN報(bào)文以后，自己便進(jìn)入了 SYN_SEND 狀態(tài)
候選者：服務(wù)端接收到了客戶端的請(qǐng)求之后，自己也初始化對(duì)應(yīng)的序列號(hào)（這里的序列號(hào)一般叫做 server_isn）
候選者：在「確認(rèn)號(hào)」字段里填上client_isn + 1（相當(dāng)于告訴客戶端，已經(jīng)收到了發(fā)送過(guò)來(lái)的序列號(hào)了） ，并且把 SYN 和 ACK 標(biāo)記位都點(diǎn)亮(置為1)
候選者：把該報(bào)文發(fā)送客戶端，服務(wù)端的狀態(tài)變成 SYN-REVD 狀態(tài)
候選者：客戶端收到服務(wù)端發(fā)送的報(bào)文后，就知道服務(wù)端已經(jīng)接收到了自己的序列號(hào)（通過(guò)確認(rèn)號(hào)就可以知道），并且接收到了服務(wù)端的序列號(hào)(server_isn)
候選者：此時(shí)，客戶端需要告訴服務(wù)端自己已經(jīng)接收到了他發(fā)送過(guò)來(lái)的序列號(hào)，所以在「確認(rèn)號(hào)」字段上填上server_isn+1，并且標(biāo)記位 ACK 為1
候選者：客戶端在發(fā)送報(bào)文之后，進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)，而服務(wù)端接收到客戶端的報(bào)文之后，也進(jìn)入 ESTABLISHED 狀態(tài)
候選者：這就是三次握手的過(guò)程以及涉及到的TCP狀態(tài)
候選者：總結(jié)下來(lái)，就是雙方都把自身的序列號(hào)發(fā)給對(duì)方，看對(duì)方能不能接收到。如果「確認(rèn)可以」，那就可以正常通信。（三次握手這個(gè)過(guò)程就可以看到雙方都有接收和發(fā)送的能力）
面試官：那兩次握手行嗎？
候選者：兩次握手只能保證客戶端的序列號(hào)成功被服務(wù)端接收，而服務(wù)端是無(wú)法確認(rèn)自己的序列號(hào)是否被客戶端成功接收。所以是不行的（：
面試官：了解了，那我想問(wèn)問(wèn)序列號(hào)為什么是隨機(jī)的？以及序列號(hào)是怎么生成的？
候選者：一方面為了安全性（隨機(jī)ISN能避免非同一網(wǎng)絡(luò)的攻擊），另一方面可以讓通信雙方能夠根據(jù)序號(hào)將「不屬于」本連接的報(bào)文段丟棄
候選者：序列號(hào)怎么生成的？這…隨便猜下就應(yīng)該跟「時(shí)鐘」和TCP頭部的某些屬性做運(yùn)算生成的吧，類似于雪花算法（：具體我忘了。
面試官：既然網(wǎng)絡(luò)是不可靠的，那建立連接不是會(huì)經(jīng)過(guò)三次握手嗎？那要是在中途丟了，怎么辦？
候選者：假設(shè)第一個(gè)包丟了，客戶端發(fā)送給服務(wù)端的 SYN 包丟了（簡(jiǎn)而要之就是服務(wù)端沒接收到客戶端的SYN包）
候選者：客戶端遲遲收不到服務(wù)端的ACK包，那會(huì)周期性超時(shí)重傳，直到收到服務(wù)端的ACK
候選者：假設(shè)第二個(gè)包丟了，服務(wù)端發(fā)送的SYN+ACK包丟了（簡(jiǎn)而要之就是客戶端沒接收到服務(wù)端的SYN+ACK包）
候選者：服務(wù)端遲遲收不到客戶端的ACK包，那會(huì)周期性超時(shí)重傳，直到收到客戶端的ACK
候選者：假設(shè)第三個(gè)包丟了（ACK包），客戶端發(fā)送完第三個(gè)包后單方面進(jìn)入了 ESTABLISHED 狀態(tài)，而服務(wù)端也認(rèn)為此時(shí)連接是正常的，但第三個(gè)包沒到達(dá)服務(wù)端
候選者：一、如果此時(shí)客戶端與服務(wù)端都還沒數(shù)據(jù)發(fā)送，那服務(wù)端會(huì)認(rèn)為自己發(fā)送的SYN+ACK的包沒發(fā)送至客戶端，所以會(huì)超時(shí)重傳自己的SYN+ACK包
候選者：二、如果這時(shí)候客戶端已經(jīng)要發(fā)送數(shù)據(jù)了，服務(wù)端接收到了ACK + Data數(shù)據(jù)包，那自然就切換到 ESTABLISHED 狀態(tài)下，并且接收客戶端的Data數(shù)據(jù)包
候選者：三、如果此時(shí)服務(wù)端要發(fā)送數(shù)據(jù)了，但發(fā)送不了，會(huì)一直周期性超時(shí)重傳SYN + ACK，直到接收到客戶端的ACK包
面試官：嗯，是不是要講下四次揮手了？
候選者：嗯，在建立完連接之后，客戶端和服務(wù)端雙方都處于 ESTABLISHED 狀態(tài)狀態(tài)
候選者：斷開連接雙方都有權(quán)利的，下面我還是以客戶端主動(dòng)斷開為例好啦。
候選者：客戶端打算關(guān)閉連接，會(huì)發(fā) FIN 報(bào)文給服務(wù)端（其實(shí)就是把標(biāo)志位 FIN 點(diǎn)亮），客戶端發(fā)送完之后，就進(jìn)入FIN_WAIT_1狀態(tài)
候選者：服務(wù)端收到 FIN 報(bào)文之后，回復(fù) ACK 報(bào)文給客戶端（表示已經(jīng)收到了），服務(wù)端發(fā)送完之后，就進(jìn)入 CLOSE_WAIT 狀態(tài)
候選者：客戶端接收到服務(wù)端的 ACK 報(bào)文，就進(jìn)入了 FIN_WAIT_2 狀態(tài)
候選者：這時(shí)候，服務(wù)器可能還有數(shù)據(jù)要發(fā)送給客戶端，等服務(wù)端確認(rèn)自己已經(jīng)沒有數(shù)據(jù)返回給客戶端之后，就發(fā)送FIN報(bào)文給客戶端了，自己進(jìn)入 LAST_ACK 狀態(tài)
候選者：客戶端收到服務(wù)端的FIN報(bào)文之后，回應(yīng)ACK報(bào)文，自己進(jìn)入 TIME_WAIT 狀態(tài)
候選者：服務(wù)端收到客戶端的ACK報(bào)文之后，服務(wù)端就進(jìn)入 CLOSE 狀態(tài)
候選者：客戶端在TIME_WAIT等到2MSL，也進(jìn)入了 CLOSE 狀態(tài)
候選者：四次揮手的流程到這里就結(jié)束了，結(jié)合三次握手，TCP的各個(gè)狀態(tài)也已經(jīng)說(shuō)完了。
面試官：嗯嗯，剛聊完四次揮手嘛，那你覺得為什么是四次呢？
候選者：其實(shí)很好理解，當(dāng)客戶端第一次發(fā)送 FIN 報(bào)文之后，只是代表著客戶端不再發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)端，但此時(shí)客戶端還是有接收數(shù)據(jù)的能力的。而服務(wù)端收到FIN報(bào)文的時(shí)候，可能還有數(shù)據(jù)要傳輸給客戶端，所以只能先回復(fù) ACK給客戶端
候選者：等到服務(wù)端不再有數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端時(shí)，才發(fā)送 FIN 報(bào)文給客戶端，表示可以關(guān)閉了。
候選者：所以，一來(lái)一回就四次了。
面試官：從四次揮手的流程上來(lái)看，有個(gè) TIME_WAIT 狀態(tài)，你知道這個(gè)狀態(tài)干什么用的嗎？（等待 2MSL）
候選者：主要有兩個(gè)原因吧。1.保證最后的 ACK 報(bào)文 「接收方」一定能收到（如果收不到，對(duì)方會(huì) 重發(fā) FIN 報(bào)文）2. 確保在創(chuàng)建新連接時(shí)，先前網(wǎng)絡(luò)中殘余的數(shù)據(jù)都丟失了
候選者：其實(shí)也比較好理解的。就正如我們重啟服務(wù)器一樣，會(huì)先優(yōu)雅關(guān)閉各種資源，再留有一段時(shí)間，希望在這段時(shí)間內(nèi)，資源是正常關(guān)閉的，這樣重啟服務(wù)器（或者發(fā)布）就基本認(rèn)為不會(huì)影響到線上運(yùn)行了。
面試官：假設(shè) TIME_WAIT 狀態(tài)多過(guò)會(huì)有什么危害？怎么解決呢？
候選者：從流程上看， TIME_WAIT 狀態(tài) 只會(huì)出現(xiàn)在 主動(dòng)發(fā)起 關(guān)閉連接的一方。危害就是會(huì)占用內(nèi)存資源和端口唄（畢竟在等待嘛），解決的話，有Linux參數(shù)可以設(shè)置，具體忘了額。
面試官：今天最后再問(wèn)個(gè)問(wèn)題吧，我們常說(shuō)TCP連接，那這個(gè)連接到底是什么？你是怎么理解的？
候選者：其實(shí)從三次握手可以發(fā)現(xiàn)的是，TCP建立連接無(wú)非就是交換了雙方的狀態(tài)（比如序列號(hào)）。然后就沒有然后了…連接本質(zhì)上「只是互相維持一個(gè)狀態(tài)，有連接特性」
面試官：好吧。
《對(duì)線面試官》系列目前已經(jīng)連載38篇啦，這是一個(gè)講人話面試系列
【對(duì)線面試官】HTTP 【對(duì)線面試官】Java注解 【對(duì)線面試官】Java泛型 【對(duì)線面試官】 Java NIO 【對(duì)線面試官】Java反射 && 動(dòng)態(tài)代理 【對(duì)線面試官】多線程基礎(chǔ) 【對(duì)線面試官】 CAS 【對(duì)線面試官】synchronized 【對(duì)線面試官】AQS&&ReentrantLock 【對(duì)線面試官】線程池 【對(duì)線面試官】ThreadLocal 【對(duì)線面試官】CountDownLatch和CyclicBarrier 【對(duì)線面試官】為什么需要Java內(nèi)存模型？ 【對(duì)線面試官】深入淺出 Java 內(nèi)存模型 【對(duì)線面試官】Java從編譯到執(zhí)行，發(fā)生了什么？ 【對(duì)線面試官】雙親委派機(jī)制 【對(duì)線面試官】JVM內(nèi)存結(jié)構(gòu) 【對(duì)線面試官】垃圾回收機(jī)制 【對(duì)線面試官】CMS垃圾回收器 【對(duì)線面試官】G1垃圾收集器 【對(duì)線面試官】JVM調(diào)優(yōu) 【對(duì)線面試官】List 【對(duì)線面試官】Map 【對(duì)線面試官】SpringMVC 【對(duì)線面試官】Spring基礎(chǔ) 【對(duì)線面試官】SpringBean生命周期 【對(duì)線面試官】Redis基礎(chǔ) 【對(duì)線面試官】Redis持久化 【對(duì)線面試官】Redis主從架構(gòu) 【對(duì)線面試官】Redis分片集群 【對(duì)線面試官】Kafka基礎(chǔ) 【對(duì)線面試官】使用Kafka會(huì)考慮什么問(wèn)題？ 【對(duì)線面試官】MySQL索引 【對(duì)線面試官】MySQL 事務(wù)&&鎖機(jī)制&&MVCC 【對(duì)線面試官】MySQL調(diào)優(yōu) 【對(duì)線面試官】如何實(shí)現(xiàn)冪等和去重？ 【對(duì)線面試官】系統(tǒng)需求多變時(shí)，如何設(shè)計(jì) 【對(duì)線面試官】設(shè)計(jì)模式 ...
網(wǎng)盤里有【簡(jiǎn)歷模板】、【原創(chuàng)電子書】等內(nèi)容...如果看不太懂，多半是基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，建議去網(wǎng)盤領(lǐng)份資料看看！
掃碼關(guān)注【對(duì)線面試官】