本文接上期內(nèi)容添诉。

TCP 協(xié)議如何保證可靠傳輸

1梢褐、應(yīng)用數(shù)據(jù)被分割成 TCP 認(rèn)為最適合發(fā)送的數(shù)據(jù)塊旺遮。

2、TCP 給發(fā)送的每一個包進(jìn)行編號盈咳，接收方對數(shù)據(jù)包進(jìn)行排序耿眉，把有序數(shù)據(jù)傳送給應(yīng)用層。

3猪贪、校驗(yàn)和：?TCP 將保持它首部和數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)和跷敬，這是一個端到端的檢驗(yàn)和讯私，目的是檢測數(shù)據(jù)在傳輸過程中的任何變化热押。如果收到段的檢驗(yàn)和有差錯，TCP 將丟棄這個報(bào)文段和不確認(rèn)收到此報(bào)文段斤寇。

4桶癣、TCP 的接收端會丟棄重復(fù)的數(shù)據(jù)。

5娘锁、流量控制：?TCP 連接的每一方都有固定大小的緩沖空間牙寞，TCP的接收端只允許發(fā)送端發(fā)送接收端緩沖區(qū)能接納的數(shù)據(jù)。當(dāng)接收方來不及處理發(fā)送方的數(shù)據(jù)莫秆，能提示發(fā)送方降低發(fā)送的速率间雀，防止包丟失。TCP 使用的流量控制協(xié)議是可變大小的滑動窗口協(xié)議（TCP 利用滑動窗口實(shí)現(xiàn)流量控制）镊屎。

6惹挟、擁塞控制：?當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時，減少數(shù)據(jù)的發(fā)送缝驳。

7连锯、停止等待協(xié)議：為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸归苍，它的基本原理是每發(fā)完一個分組就停止發(fā)送，等待對方確認(rèn)运怖，在收到確認(rèn)后再發(fā)下一個分組拼弃。

8、超時重傳：?當(dāng) TCP 發(fā)出一個段后摇展，它啟動一個定時器吻氧，等待目的端確認(rèn)收到這個報(bào)文段；如果不能及時收到一個確認(rèn)咏连，將重發(fā)這個報(bào)文段医男。

停止等待協(xié)議

停止等待協(xié)議是為了實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，它的基本原理是每發(fā)完一個分組就停止發(fā)送捻勉，等待對方確認(rèn)镀梭，在收到確認(rèn)后再發(fā)下一個分組；在停止等待協(xié)議中踱启，若接收方收到重復(fù)分組报账，就丟棄該分組，但同時還要發(fā)送確認(rèn)埠偿。

1透罢、無差錯情況:

發(fā)送方發(fā)送分組，接收方在規(guī)定時間內(nèi)收到冠蒋，并且回復(fù)確認(rèn)羽圃，發(fā)送方再次發(fā)送。

2抖剿、出現(xiàn)差錯情況（超時重傳）:

停止等待協(xié)議中超時重傳是指只要超過一段時間仍然沒有收到確認(rèn)朽寞，就重傳前面發(fā)送過的分組（認(rèn)為剛才發(fā)送過的分組丟失了）。因此斩郎，每發(fā)送完一個分組需要設(shè)置一個超時計(jì)時器脑融，其重轉(zhuǎn)時間應(yīng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些，這種自動重傳方式常稱為自動重傳請求ARQ 缩宜。另外肘迎，在停止等待協(xié)議中若收到重復(fù)分組，就丟棄該分組锻煌，但還要發(fā)送確認(rèn)妓布，連續(xù)ARQ 協(xié)議可提高信道利用率。發(fā)送維持一個發(fā)送窗口宋梧，凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組可連續(xù)發(fā)送出去匣沼，而不需要等待對方確認(rèn)；接收方一般采用累積確認(rèn)乃秀，對按序到達(dá)的最后一個分組發(fā)送確認(rèn)肛著，表明到這個分組位置的所有分組都已經(jīng)正確收到了圆兵。

3、確認(rèn)丟失和確認(rèn)遲到

確認(rèn)丟失：確認(rèn)消息在傳輸過程丟失

當(dāng)A發(fā)送M1消息枢贿，B收到后殉农，B向A發(fā)送了一個M1確認(rèn)消息，但卻在傳輸過程中丟失局荚。而A并不知道超凳，在超時計(jì)時過后，A重傳M1消息耀态，B再次收到該消息后采取以下兩點(diǎn)措施：

1轮傍、丟棄這個重復(fù)的M1消息，不向上層交付首装。

2创夜、向A發(fā)送確認(rèn)消息。（不會認(rèn)為已經(jīng)發(fā)送過了仙逻，就不再發(fā)送驰吓。A能重傳，就證明B的確認(rèn)消息丟失）系奉。

確認(rèn)遲到?：確認(rèn)消息在傳輸過程中遲到

A發(fā)送M1消息檬贰，B收到并發(fā)送確認(rèn)。在超時時間內(nèi)沒有收到確認(rèn)消息缺亮，A重傳M1消息翁涤，B仍然收到并繼續(xù)發(fā)送確認(rèn)消息（B收到了2份M1）。此時萌踱，A收到了B第二次發(fā)送的確認(rèn)消息葵礼，接著發(fā)送其他數(shù)據(jù)。過了一會虫蝶，A收到了B第一次發(fā)送的對M1的確認(rèn)消息（A也收到了2份確認(rèn)消息）章咧。處理如下：

（1）A收到重復(fù)的確認(rèn)后，直接丟棄能真。

（2）B收到重復(fù)的M1后，也直接丟棄重復(fù)的M1扰柠。

自動重傳請求 ARQ 協(xié)議

停止等待協(xié)議中超時重傳是指只要超過一段時間仍然沒有收到確認(rèn)粉铐，就重傳前面發(fā)送過的分組（認(rèn)為剛才發(fā)送過的分組丟失了）。因此每發(fā)送完一個分組需要設(shè)置一個超時計(jì)時器卤档，其重轉(zhuǎn)時間應(yīng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些蝙泼。這種自動重傳方式常稱為自動重傳請求ARQ似舵。

優(yōu)點(diǎn)：?簡單

缺點(diǎn)：?信道利用率低

連續(xù)ARQ協(xié)議

連續(xù) ARQ 協(xié)議可提高信道利用率诚些。發(fā)送方維持一個發(fā)送窗口症脂，凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組可以連續(xù)發(fā)送出去句占，而不需要等待對方確認(rèn)。接收方一般采用累計(jì)確認(rèn)溪胶，對按序到達(dá)的最后一個分組發(fā)送確認(rèn)搂擦，表明到這個分組為止的所有分組都已經(jīng)正確收到了。

優(yōu)點(diǎn)：?信道利用率高哗脖，容易實(shí)現(xiàn)瀑踢，即使確認(rèn)丟失，也不必重傳才避。

缺點(diǎn)：?不能向發(fā)送方反映出接收方已經(jīng)正確收到的所有分組的信息橱夭。 比如：發(fā)送方發(fā)送了 5條 消息，中間第三條丟失（3號）桑逝，這時接收方只能對前兩個發(fā)送確認(rèn)棘劣；發(fā)送方無法知道后三個分組的下落，而只好把后三個全部重傳一次楞遏。這也叫 Go-Back-N（回退 N）呈础，表示需要退回來重傳已經(jīng)發(fā)送過的 N 個消息。

滑動窗口（Sliding window）

1橱健、TCP 利用滑動窗口實(shí)現(xiàn)流量控制的機(jī)制而钞。

2、滑動窗口是一種流量控制技術(shù)拘荡。早期的網(wǎng)絡(luò)通信中臼节，通信雙方不會考慮網(wǎng)絡(luò)的擁擠情況直接發(fā)送數(shù)據(jù)。由于大家不知道網(wǎng)絡(luò)擁塞狀況珊皿，同時發(fā)送數(shù)據(jù)网缝，導(dǎo)致中間節(jié)點(diǎn)阻塞掉包，誰也發(fā)不了數(shù)據(jù)蟋定，所以就有了滑動窗口機(jī)制來解決此問題粉臊。

3、TCP 中采用滑動窗口來進(jìn)行傳輸控制驶兜，滑動窗口的大小意味著接收方還有多大的緩沖區(qū)可以用于接收數(shù)據(jù)扼仲。發(fā)送方可以通過滑動窗口的大小來確定應(yīng)該發(fā)送多少字節(jié)的數(shù)據(jù)，當(dāng)滑動窗口為0時抄淑，發(fā)送方一般不能再發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)屠凶。但有兩種情況除外，一種情況是可以發(fā)送緊急數(shù)據(jù)肆资，例如矗愧，允許用戶終止在遠(yuǎn)端機(jī)上的運(yùn)行進(jìn)程；另一種情況是發(fā)送方可以發(fā)送一個1字節(jié)的數(shù)據(jù)報(bào)來通知接收方重新聲明它希望接收的下一字節(jié)及發(fā)送方的滑動窗口大小郑原。

流量控制

1唉韭、TCP 利用滑動窗口實(shí)現(xiàn)流量控制夜涕。

2、流量控制是為了控制發(fā)送方發(fā)送速率属愤，保證接收方來得及接收女器。

3、接收方發(fā)送的確認(rèn)報(bào)文中的窗口字段可以用來控制發(fā)送方窗口大小春塌，從而影響發(fā)送方的發(fā)送速率晓避。將窗口字段設(shè)置為 0，則發(fā)送方不能發(fā)送數(shù)據(jù)只壳。

擁塞控制

在某段時間俏拱，若對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞吼句，這種情況就叫擁塞锅必。擁塞控制是為了防止過多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，這樣可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過載惕艳。擁塞控制所要做的有一個前提搞隐，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。擁塞控制是一個全局性的過程远搪，涉及到所有的主機(jī)劣纲、所有的路由器、以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素谁鳍。相反癞季，流量控制往往是點(diǎn)對點(diǎn)通信量的控制，是端到端的問題倘潜，流量控制所要做到的是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率绷柒，以便使接收端來得及接收。

為了進(jìn)行擁塞控制涮因，TCP 發(fā)送方要維持一個擁塞窗口的狀態(tài)變量废睦，擁塞控制窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動態(tài)變化养泡，發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口取為擁塞窗口和接收方的接受窗口中較小的一個嗜湃。

TCP的擁塞控制采用了四種算法，即?慢開始?瓤荔、?擁塞避免?净蚤、快重傳?和?快恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)層也可以使路由器采用適當(dāng)?shù)姆纸M丟棄策略（如主動隊(duì)列管理 AQM）输硝，以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。

1程梦、慢開始：?慢開始算法的思路是當(dāng)主機(jī)開始發(fā)送數(shù)據(jù)時点把，如果立即把大量數(shù)據(jù)字節(jié)注入到網(wǎng)絡(luò)橘荠，那么可能會引起網(wǎng)絡(luò)阻塞，因?yàn)楝F(xiàn)在還不知道網(wǎng)絡(luò)的符合情況郎逃。經(jīng)驗(yàn)表明哥童，較好的方法是先探測一下，即由小到大逐漸增大發(fā)送窗口褒翰，也就是由小到大逐漸增大擁塞窗口數(shù)值贮懈。cwnd初始值為1，每經(jīng)過一個傳播輪次优训，cwnd加倍朵你。

2、擁塞避免：?擁塞避免算法的思路是讓擁塞窗口cwnd緩慢增大揣非，即每經(jīng)過一個往返時間RTT就把發(fā)送放的cwnd加1抡医。

3、快重傳與快恢復(fù)：?在 TCP/IP 中早敬，快速重傳和恢復(fù)（fast retransmit and recovery忌傻，F(xiàn)RR）是一種擁塞控制算法，它能快速恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)包搞监。沒有 FRR水孩，如果數(shù)據(jù)包丟失了，TCP 將會使用定時器來要求傳輸暫停琐驴，在暫停的這段時間內(nèi)俘种，沒有新的或復(fù)制的數(shù)據(jù)包被發(fā)送。有了 FRR棍矛，如果接收機(jī)接收到一個不按順序的數(shù)據(jù)段安疗，它會立即給發(fā)送機(jī)發(fā)送一個重復(fù)確認(rèn)；如果發(fā)送機(jī)接收到三個重復(fù)確認(rèn)够委，它會假定確認(rèn)件指出的數(shù)據(jù)段丟失了荐类，并立即重傳這些丟失的數(shù)據(jù)段。有了 FRR茁帽，就不會因?yàn)橹貍鲿r要求的暫停被耽誤玉罐。當(dāng)有單獨(dú)的數(shù)據(jù)包丟失時，快速重傳和恢復(fù)（FRR）能最有效地工作潘拨；當(dāng)有多個數(shù)據(jù)信息包在某一段很短的時間內(nèi)丟失時吊输，它則不能很有效地工作。

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打開一個網(wǎng)頁，整個過程會使用哪些協(xié)議

狀態(tài)碼

各種協(xié)議與HTTP協(xié)議之間的關(guān)系

一般面試官會通過這樣的問題來考察你對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)知識體系的理解。

HTTP長連接扭屁、短連接

在HTTP/1.0中默認(rèn)使用短連接算谈，也就是說，客戶端和服務(wù)器每進(jìn)行一次HTTP操作料滥，就建立一次連接然眼，任務(wù)結(jié)束就中斷連接。當(dāng)客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其他類型的Web頁中包含有其他的Web資源（如JavaScript文件葵腹、圖像文件高每、CSS文件等），每遇到這樣一個Web資源践宴，瀏覽器就會重新建立一個HTTP會話鲸匿。

而從HTTP/1.1起，默認(rèn)使用長連接浴井，用以保持連接特性晒骇，使用長連接的HTTP協(xié)議，會在響應(yīng)頭加入這行代碼：

（1）Connection:keep-alive

（2）復(fù)制代碼

在使用長連接的情況下磺浙，當(dāng)一個網(wǎng)頁打開完成后洪囤，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會關(guān)閉，客戶端再次訪問這個服務(wù)器時撕氧，會繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接瘤缩。Keep-Alive不會永久保持連接，它有一個保持時間伦泥，可以在不同的服務(wù)器軟件（如Apache）中設(shè)定這個時間剥啤。實(shí)現(xiàn)長連接需要客戶端和服務(wù)端都支持長連接。

HTTP協(xié)議的長連接和短連接不脯，實(shí)質(zhì)上是TCP協(xié)議的長連接和短連接府怯。

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