TCP/IP（二）
1. TCP与UDP的区别
- TCP是面向连接的，UDP的无连接的
- TCP交付保证：如果消息在传输中丢失，那么它将重发；UDP没有交付保证，一个数据包在运输过程中可能丢失
- TCP保证数据顺序，UDP不保证
- TCP慢，适合传输大量数据；UDP快，适合传输少量数据。
- TCP是一个重量级的协议；UDP则是轻量级的协议。一个TCP数据报的报头大小最少20字节，UDP数据报的包头固定8个字节
- TCP有流量控制和拥塞控制，UDP没有
- TCP只能单播，不能发送广播和组播；UDP可以广播和组播
2. TCP协议如何来保证传输的可靠性
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确认应答（ACK）机制
TCP传输的过程中，每次接收方收到数据后，都会对传输方进行确认应答。也就是发送ACK报文。这个ACK报文当中带有对应的确认序列号，告诉发送方，接收到了哪些数据，下一次的数据从哪里发。
ACK机制.png
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超时重传机制
首先，发送方没有介绍到响应的ACK报文原因可能有两点：
1）数据在传输过程中由于网络原因等直接全体丢包，接收方根本没有接收到。
2）接收方接收到了响应的数据，但是发送的ACK报文响应却由于网络原因丢包了。
发送方在发送完数据后等待一个时间，时间到达没有接收到ACK报文，那么对刚才发送的数据进行重新发送。如果是刚才第一个原因，接收方收到二次重发的数据后，便进行ACK应答。如果是第二个原因，接收方发现接收的数据已存在（判断存在的根据就是序列号，所以上面说序列号还有去除重复数据的作用），那么直接丢弃，仍旧发送ACK应答。 -
连接管理
连接管理就是三次握手与四次挥手的过程，保证可靠的连接，是保证可靠性的前提。 -
流量控制
接收端在接收到数据后，对其进行处理。如果发送端的发送速度太快，导致接收端的接收缓冲区很快的填充满了。此时如果发送端仍旧发送数据，那么接下来发送的数据都会丢包，继而导致丢包的一系列连锁反应，超时重传呀什么的。而TCP根据接收端对数据的处理能力，决定发送端的发送速度，这个机制就是流量控制。
在TCP协议的报头信息当中，有一个16位字段的窗口大小（其实就是滑动窗口）。在介绍这个窗口大小时我们知道，窗口大小的内容实际上是接收端接收数据缓冲区的剩余大小。这个数字越大，证明接收端接收缓冲区的剩余空间越大，网络的吞吐量越大。接收端会在确认应答发送ACK报文时，将自己的即时窗口大小填入，并跟随ACK报文一起发送过去。而发送方根据ACK报文里的窗口大小的值的改变进而改变自己的发送速度。如果接收到窗口大小的值为0，那么发送方将停止发送数据。并定期的向接收端发送窗口探测数据段，让接收端把窗口大小告诉发送端。
流量控制.png
- 拥塞控制
- 慢开始：发送方会维持一个拥塞窗口,刚开始的拥塞窗口和发送窗口相等,一般开始均设置1,然后我们每收到一个确认,就让拥塞窗口大小变为原来的两倍,接着发送分组也是原来的两倍,以此类推。
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拥塞避免：当窗口值等于16(慢开始门限)，然后我们开始采用”加法增大”的策略,即不在以2倍的方式增加，而是转变为每次加1的方式。直到网络拥塞.我们开始采用”拥塞避免”算法：让新的慢开始门限值变为发生拥塞时候的值的一半，将拥塞窗口置为1，然后让它再次重复，这时一瞬间会将网络中的数据量大量降低。
拥塞控制.png
- 快速重传：假设发送方发送了M1–M4四个分组，接收方收到了M1和M2，以及M4，这些分组。本来接收方可以什么都不做，但是按照快速重传算法，接收方必须立刻发送对M2的重复确认，以便让发送方及早知道接收方没有收到报文段M3。发送方再次发送M5和M6，接收方也要再次发送对于M2的重复确认。快速重传算法规定，发送方只要一连收到3个重复确认，就知道接收方确实没有收到报文段M3，因而应该立即进行重传。
- 快速恢复：一旦发送方连续收到三个重复确认后，发送方就知道现在只是丢失了个别的报文段，于是不启动慢开始，而是执行快速恢复算法。发送方把门限值减半，并把拥塞窗口的大小等于门限值，开始执行拥塞避免算法。
转载：https://blog.csdn.net/yangbodong22011/article/details/48500791
转载：https://blog.csdn.net/liuchenxia8/article/details/80428157
3. ping使用了什么协议?是否可以测试端口?
使用的是ICMP协议，是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制报文协议），ping命令可以用来测试端口。
4. 滑动窗口
对于发送端来说，即将要发送的数据包排成一个队列，对于发送者来说，数据包总共分成四类。分别是在窗口前的，已经发送给接收方，并且收到了接收方的答复，我们称之为发送已确认。在窗口中的，有两种状态，一个是已经发送给接收方，但是接收方还没确认送达，我们称之为已发送未确认，另外一个是可以发送了，但是还没有发送，我们称之为允许发送未发送。最后的是在窗口外面的，我们称之为不可发送，除非窗口滑到此处，否则不会进行发送。
滑动窗口.png
就这样，一旦前面的数据已经得到服务端确认了，这个窗口就会慢慢地往后滑，如下图所示，P1,P2两个数据包被确认之后，窗口就往后移动，后面新的数据包就由不可发送待发送变成了可发送状态了。
