上一次接触计算机网络相关知识还是本科阶段学习计网课程，此次为了准备相关面试，还是需要把这部分知识好好整理一下......

计算机网络部分最容易考到的便是TCP协议的**“三次握手”和“四次挥手”**，在网上也看到了许多形象的解读，在此做一归纳：

1. TCP/IP协议

TCP/IP协议模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列构成互联网基础的网络协议，是Internet的核心协议，通过20多年的发展已日渐成熟，并被广泛应用于局域网和广域网中，目前已成为事实上的国际标准。TCP/IP协议簇是一组不同层次上的多个协议的组合，通常被认为是一个四层协议系统，与OSI的七层模型相对应。

HTTP（HyperText Transfer Protocol），超文本传输协议，是互联网上应用最广泛的一种网络协议，所有www文件都必须遵守的一个标准，是以 ASCII 码传输，建立在 TCP/IP 协议之上的应用层规范。简而言之，HTTP协议就是基于TCP/IP协议模型来传输信息的。

TCP/IP四层模型：

  • 链路层：也称作数据链路层或网络接口层（在第一个图中为网络接口层和硬件层），通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。ARP（地址解析协议）和RARP（逆地址解析协议）是某些网络接口（如以太网和令牌环网）使用的特殊协议，用来转换IP层和网络接口层使用的地址。
  • 网络层： 也称作互联网层（在第一个图中为网际层），处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（Internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（Internet组管理协议）。IP是一种网络层协议，提供的是一种不可靠的服务，它只是尽可能快地把分组从源结点送到目的结点，但是并不提供任何可靠性保证。同时被TCP和UDP使用。TCP和UDP的每组数据都通过端系统和每个中间路由器中的IP层在互联网中进行传输。ICMP是IP协议的附属协议。IP层用它来与其他主机或路由器交换错误报文和其他重要信息。IGMP是Internet组管理协议。它用来把一个UDP数据报多播到多个主机。
  • 传输层：主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。它所做的工作包括把应用程序交给它的数据分成合适的小块交给下面的网络层，确认接收到的分组，设置发送最后确认分组的超时时钟等。由于运输层提供了高可靠性的端到端的通信，因此应用层可以忽略所有这些细节。为了提供可靠的服务，TCP采用了超时重传、发送和接收端到端的确认分组等机制。UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报能到达另一端。一个数据报是指从发送方传输到接收方的一个信息单元（例如，发送方指定的一定字节数的信息）。UDP协议任何必需的可靠性必须由应用层来提供。
  • 应用层：应用层决定了向用户提供应用服务时通信的活动。TCP/IP 协议族内预存了各类通用的应用服务。包括 HTTP，FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议），DNS（Domain Name System，域名系统）服务。

2. TCP三次握手

先给一个更便于理解的示例：

  • 客户端A：你好服务器，我是客户端A；
  • 服务器B：你好客户端A，我是服务器B；
  • 客户端A：你好，服务器B。

官方描述：

  • 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_SENT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（TCP连接成功）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。这样就保证了，每次传送数据都会准确到达目标设备了。

3. TCP四次挥手

还是先给出一个更便于理解的示例：

  • 主动结束方：你好，我的数据发送完毕了，我要进入准备断开的状态了。（此时它虽然不再发送数据了，但是可以接受数据）
  • 另一方：我知道了，我还没有发送完毕的，你等着吧。
  • 另一方：我也发送完毕了，可以断开链接了。（此时它也进入准备断开的状态）
  • 主动结束方：好的，那断开吧

官方描述：

  • 客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。
  • 服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
  • 服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A。
  • 客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

4. 为什么TCP建立链接是三次，关闭链接是四次呢？

其实也不难理解，因为服务端的listen状态下的socket当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未必会马上会关闭SOCKET，也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

通过TCP协议使得两台设备成功链接，并成功发送了数据，接下来，就需要服务器端来处理数据了。