UDP与TCP

UDP与TCP均为传输层最为重要的协议

主要区别如下：

UDP是非可靠连接，面向报文（整个报文发送），支持多对多发送，报文首部比较小（只有校验）；
TCP是可靠连接，面向字节流（因为有拥塞控制，丢包重传等机制），只支持一对一，报文首部比较大（提供校验，ACK，序号，确认号等等）；

TCP如何建立连接（三次握手）：

1. 客户端向服务器端发送连接请求，SYN=1，seq=x；
2. 服务器端收到连接请求后确认并回复连接请求，SYN=1，ACK=1，seq=y，ack=x+1；
3. 客户端收到服务器端的确认后再次确认，ACK=1，seq=x+1, ack=y+1；
   

TCP如何提供可靠连接：

1. 校验，与UDP一样，通过伪首部（累计和与取反码）来确认收到的报文是否正确；
2. 序号，给字节编序号，以方便后面的确认和重传；
3. 确认，接收端在接收到字节流或者固定时间内没有收到数据的话，就向发送端发送需要接收的最小序号的字节（发送端可以从缓存中删除已成功发送的字节）；
4. 重传，发送端收到接收端发送的接收请求，或者过长时间没有收到确认，便重新发送未确认的字节流。超时间隔是动态确认的，根据之前收到确认报文的速度进行加权，动态处理；
   附加：客户端持续发送连接请求但是不回应，导致服务器崩溃，解决方法SYN cookie

TCP如何实现流量控制

通过接收方确认时（确认连接或者确认接收）发送的接收窗口大小来进行流量控制

TCP如何实现拥塞控制

1. 慢开始，从一个报文段长度开始，并指数增长，收到一次确认增长一次
2. 拥塞避免，到达一定阈值（提前设置好的阈值）后，就开始一个个报文段缓慢增加来替换指数增长，之后如果发送方检测到网络拥塞（必定堵塞，所谦让一些），直接将发送速率降低到初始值1，再进行慢开始；
3. 快重传，如果连续三次收到对方对同一个报文段的接收请求，说明报文段丢失，不用等待固定时间，直接进行重传；
4. 快恢复，如果发生了快重传，那可能是网络堵塞也有可能是丢包，所以不用太过激进，进行快恢复即可，不是直接减少到初始情况，而是将发送速率减半处理；

TCP如何断开连接（四次挥手）

1. 客户端发送断开连接的请求，FIN=1，seq=x；
2. 服务器端接收到客户端断开连接的请求并确认，ACK=1,ack=x+1，seq=y;
3. 服务器结束发送的数据后也向客户端发送断开连接的请求，FIN=1，ACK=1，ack=x+1，seq=y；
4. 客户端接收到服务器端的请求并确认，ACK=1，ack=y+1，seq=x+1；客户端在 2*最长报文段寿命（因为有可能最后一个确认消息失败了） 后关闭客户端，如果再次收到服务器的关闭请求，则再进行第四步；