TCP握⼿协议
在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务，采⽤三次握⼿建⽴⼀个连接. 第⼀次握⼿：建⽴连接时，客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进⼊SYN_SEND状态，等待服务器确认； SYN：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)
第⼆次握⼿：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时⾃⼰也发送⼀个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进⼊SYN_RECV状态；
第三次握⼿：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进⼊ESTABLISHED状态，完成三次握⼿.完成三次握⼿，客户端与服务器开始传送数据
A与B建⽴TCP连接时：⾸先A向B发SYN（同步请求），然后B回复SYN+ACK（同步请求应答），最后A回复ACK确认，这样TCP的⼀次连接（三次握⼿）的过程就建⽴了！
通讯仪
⼀、TCP报⽂格式
TCP/IP协议的详细信息参看《TCP/IP协议详解》三卷本。下⾯是TCP报⽂格式图：
图1 TCP报⽂格式
上图中有⼏个字段需要重点介绍下：
（1）序号：Seq序号，占32位，⽤来标识从TCP源端向⽬的端发送的字节流，发起⽅发送数据时对此进⾏标记。
（2）确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
（3）标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：多媒体网络中控
（A）URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
（B）ACK：确认序号有效。
（C）PSH：接收⽅应该尽快将这个报⽂交给应⽤层。
（D）RST：重置连接。
（E）SYN：发起⼀个新连接。
（F）FIN：释放⼀个连接。
需要注意的是：
（A）不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了。
（B）确认⽅Ack=发起⽅Req+1，两端配对。
⼆、三次握⼿
所谓三次握⼿（Three-Way Handshake）即建⽴TCP连接，就是指建⽴⼀个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建⽴。在socket编程中，这⼀过程由客户端执⾏connect来触发，整个流程如下图所⽰：
图2 TCP三次握⼿
（1）第⼀次握⼿：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，Client进⼊SYN_SENT状态，等待Server确认。
（2）第⼆次握⼿：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都置为
1，ack=J+1，随机产⽣⼀个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进⼊SYN_RCVD状态。
（3）第三次握⼿：Client收到确认后，检查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，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建⽴成功，Client和Server进⼊ESTABLISHED状态，完成三次握⼿，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。
SYN攻击：
在三次握⼿过程中，Server发送SYN-ACK之后，收到Client的ACK之前的TCP连接称为半连接（half-open connect），此时Server处于SYN_RCVD状态，当收到ACK后，Server转⼊ESTABLISHED状态。SYN攻击就是Client在短时间内伪造⼤量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server回复确认包，并等待Client的确认，由于源地址是不存在的，因此，Server需要不断重发直⾄超时，这些伪造的SYN包将产时间占⽤未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满⽽被丢弃，从⽽引起⽹络堵塞甚⾄系统瘫痪。SYN攻击时⼀种典型的DDOS攻击，检测SYN攻击的⽅式⾮常简单，即当Server
上有⼤量半连接状态且源IP地址是随机的，则可以断定遭到SYN 攻击了，使⽤如下命令可以让之现⾏：
#netstat -nap | grep SYN_RECV
三、四次挥⼿
三次握⼿⽿熟能详，四次挥⼿估计就，所谓四次挥⼿（Four-Way Wavehand）即终⽌TCP连接，就是指断开⼀个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送4个包以确认连接的断开。在socket编程中，这⼀过程由客户端或服务端任⼀⽅执⾏close来触发，整个流程如下图所⽰：
图3 TCP四次挥⼿
由于TCP连接时全双⼯的，因此，每个⽅向都必须要单独进⾏关闭，这⼀原则是当⼀⽅完成数据发送任务后，发送⼀个FIN来终⽌这⼀⽅向的连接，收到⼀个FIN只是意味着这⼀⽅向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这⼀⽅向也发送了FIN。⾸先进⾏关闭的⼀⽅将执⾏主动关闭，⽽另⼀⽅则执⾏被动关闭，上图描述的即是如此。
（1）第⼀次挥⼿：Client发送⼀个FIN，⽤来关闭Client到Server的数据传送，Client进⼊FIN_WAIT_1状态。
（2）第⼆次挥⼿：Server收到FIN后，发送⼀个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，⼀个FIN占⽤⼀个序
号），Server进⼊CLOSE_WAIT状态。
（3）第三次挥⼿：Server发送⼀个FIN，⽤来关闭Server到Client的数据传送，Server进⼊LAST_ACK状态。
（4）第四次挥⼿：Client收到FIN后，Client进⼊TIME_WAIT状态，接着发送⼀个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server 进⼊CLOSED状态，完成四次挥⼿。
上⾯是⼀⽅主动关闭，另⼀⽅被动关闭的情况，实际中还会出现同时发起主动关闭的情况，具体流程如下图：
图4 同时挥⼿
流程和状态在上图中已经很明了了，在此不再赘述，可以参考前⾯的四次挥⼿解析步骤。
四、附注
关于三次握⼿与四次挥⼿通常都会有典型的⾯试题，在此提出供有需求的XDJM们参考：
新能源电机检测（1）三次握⼿是什么或者流程？四次握⼿呢？答案前⾯分析就是。
（2）为什么建⽴连接是三次握⼿，⽽关闭连接却是四次挥⼿呢？
这是因为服务端在LISTEN状态下，收到建⽴连接请求的SYN报⽂后，把ACK和SYN放在⼀个报⽂⾥发送给客户端。⽽关闭连接时，当收到对⽅的FIN报⽂时，仅仅表⽰对⽅不再发送数据了但是还能接收数据，⼰⽅也未必全部数据都发送给对⽅了，所以⼰⽅可以⽴即close，也可以发送⼀些数据给对⽅后，再发送FIN报⽂给对⽅来表⽰同意现在关闭连接，因此，⼰⽅ACK和FIN⼀般都会分开发送。
五、常见⾯试题
TCP协议和UDP协议的区别是什么
TCP协议是有连接的，有连接的意思是开始传输实际数据之前TCP的客户端和服务器端必须通过三次握⼿建⽴连接，会话结束
之后也要结束连接。⽽UDP是⽆连接的
TCP协议保证数据按序发送，按序到达，提供超时重传来保证可靠性，但是UDP不保证按序到达，甚⾄不保证到达，只是努⼒交付，即便是按序发送的序列，也不保证按序送到。
TCP协议所需资源多，TCP⾸部需20个字节（不算可选项），UDP⾸部字段只需8个字节。
TCP有流量控制和拥塞控制，UDP没有，⽹络拥堵不会影响发送端的发送速率
TCP是⼀对⼀的连接，⽽UDP则可以⽀持⼀对⼀，多对多，⼀对多的通信。
TCP⾯向的是字节流的服务，UDP⾯向的是报⽂的服务。
和UDP介绍
请详细介绍⼀下TCP协议建⽴连接和终⽌连接的过程？
助于理解的
两幅图（）：
建⽴连接：三次握⼿
关闭连接：四次挥⼿
三次握⼿建⽴连接时，发送⽅再次发送确认的必要性？
主 要是为了防⽌已失效的连接请求报⽂段突然⼜传到了B，因⽽产⽣错误。假定出现⼀种异常情况，即A发出的第⼀个连接
请求报⽂段并没有丢失，⽽是在某些⽹络结 点长时间滞留了，⼀直延迟到连接释放以后的某个时间才到达B，本来这是⼀
强的松龙注射液
个早已失效的报⽂段。但B收到此失效的连接请求报⽂段后，就误认为是A⼜发出⼀次 新的连接请求，于是就向A发出确
认报⽂段，同意建⽴连接。假定不采⽤三次握⼿，那么只要B发出确认，新的连接就建⽴了，这样⼀直等待A发来数据，B
的许多 资源就这样⽩⽩浪费了。
四次挥⼿释放连接时，等待2MSL的意义？
第 ⼀，为了保证A发送的最有⼀个ACK报⽂段能够到达B。这个ACK报⽂段有可能丢失，因⽽使处在LAST-ACK状态的B
收不到对已发送的FIN和ACK 报⽂段的确认。B会超时重传这个FIN和ACK报⽂段，⽽A就能在2MSL时间内收到这个重
传的ACK+FIN报⽂段。接着A重传⼀次确认。
美白美容液第⼆，就是防⽌上⾯提到的已失效的连接请求报⽂段出现在本连接中，A在发送完最有⼀个ACK报⽂段后，再经过
2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产⽣的所有报⽂段都从⽹络中消失。
常见的应⽤中有哪些是应⽤TCP协议的，哪些⼜是应⽤UDP协议的，为什么它们被如此设计？
以下应⽤⼀般或必须⽤udp实现？
多播的信息⼀定要⽤udp实现，因为tcp只⽀持⼀对⼀通信。
如果⼀个应⽤场景中⼤多是简短的信息，适合⽤udp实现，因为udp是基于报⽂段的，它直接对上层应⽤的数据封装成报
⽂段，然后丢在⽹络中，如果信息量太⼤，会在链路层中被分⽚，影响传输效率。
如果⼀个应⽤场景重性能甚于重完整性和安全性，那么适合于udp，⽐如多媒体应⽤，缺⼀两帧不影响⽤户体验，但是需
要流媒体到达的速度快，因此⽐较适合⽤udp
拖布如果要求快速响应，那么udp听起来⽐较合适
如果⼜要利⽤udp的快速响应优点，⼜想可靠传输，那么只能考上层应⽤⾃⼰制定规则了。
常见的使⽤udp的例⼦：ICQ,QQ的聊天模块。
以qq为例的⼀个说明（转载⾃）
登陆采⽤TCP协议和HTTP协议，你和好友之间发送消息，主要采⽤UDP协议，内⽹传⽂件采⽤了P2P技术。总来的说：
1.登陆过程，客户端client 采⽤TCP协议向服务器server发送信息，HTTP协议下载信息。登陆之后，会有⼀个TCP连接来保持在线状态。
2.和好友发消息，客户端client采⽤UDP协议，但是需要通过服务器转发。腾讯为了确保传输消息的可靠，采⽤上层协议来保证可靠传输。如果消息发送失败，客户端会提⽰消息发送失败，并可重新发送。
3.如果是在内⽹⾥⾯的两个客户端传⽂件，QQ采⽤的是P2P技术，不需要服务器中转。
