TCP & UDP

TCP & UDP

1.TCP和UDP的区别：1）TCP是面向连接的，UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接2）TCP提供可靠的服务，通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复且按序到达。UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付3）TCP传输效率相对较低，UDP传输效率高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信4）TCP连接只能是点对点、一对一的。UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信。2.TCP的可靠 & 提高性能 机制：1）确认应答机制：TCP将每个字节的数据都进行了编号，即为序列号，每一个ACK都带有对应的确认序列号，会告诉发送者，我已经收到了哪些数据，下一次从哪里开始发。2）超时重传机制：分两种情况：（1）主机B在规定的时间内没有及时收到主机A发送的报文。（2）主机A未收到B发来的确认应答，会触发超时重传，即再次发送相同的包。在Linux中，超时以500ms为一个单位进行控制，每次判定超时重发的超时时间都是500ms的整数倍，以指数形式递增，累计到一定的重传次数，TCP认为网络或者对端主机出现异常，强制关闭连接。3）滑动窗口：因为一发一收的方式性能较低，那么一次发送多条数据，就可以提高性能。窗口大小指的是无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值。例如窗口大小是4000个字节，则发送前四个段的时候，不需要等待任何ACK，直接发送。收到第一个ACK后，滑动窗口向后移动，继续发送第五个段的数据，以此类推（窗口越大，网络的吞吐率越高）。4）流量控制：发送端可以根据接收端的处理能力，来决定发送端的发送速度。5）拥塞控制：慢启动机制，先发少量的数据，探探路，摸清当前的网络拥堵状态，再决定按照多大的速度传输数据。拥塞窗口的增长速度是指数级别增长的，当到达阈值后，就会按照线性方式增长。当TCP开始启动的时候，慢启动阈值等于窗口最大值。在每次超时重发的时候，慢启动阈值会变成原来的一半，同时拥塞窗口置1.6）延迟应答：如果接收数据的主机立刻返回ACK应答，这时候返回的窗口可能比较小。因此，可以等待接收端将接收到的数据处理之后再进行应答。这样网络吞吐量就越大，传输效率也越高。延迟应答也有数量限制，一般每隔2个包就应答一次。时间限制，一般超过200ms就应答一次。7）捎带应答3.TIME_WAIT为什么是2MSL？MSL是TCP报文的最大生存时间，因此TIME_WAIT持续存在2MSL的话，就能保证在两个传输方向上的尚未被接收或迟到的报文段都消失，同时也在理论上保证最后一个报文可靠到达。4.CLOSE_WAIT：一般而言，对于服务器上出现大量的CLOSE_WAIT状态，原因就是服务器没有正确的关闭，导致四次挥手没有正确完成。5.解决IP地址不够用的三种方法：1）动态分配IP地址：只给接入网络的设备分配IP地址2）NAT技术：能够将私有IP通信时转换成全局IP3）IPV6:IPV6与IPV4是两个互不相干的协议，彼此不兼容。IPV6用16字节128位来表示一个IP地址。6.ARP协议：建立了主机IP地址和MAC地址的映射关系。工作流程：1）原主机发出ARP请求，询问“IP地址是...的主机的硬件地址是多少“，并将这个请求广播到本地网段。2）目的主机接收到广播的ARP请求，发现其中的IP地址与本机相符，则发送一个ARP应答数据包给原主机，将自己的硬件地址填写到应答包中。3）每台主机都维护一个ARP缓存表，可以用arp -a命令查看。缓存表中的表项有过期时间（一般为20分钟），如果20分钟内没有再次使用某个表项，则该表项失效。下次还要发ARP请求来获得目的主机的硬件地址。

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