TCP 数据段格式

传输层建立【端口 -> 端口】之间的通信，网络层建立【主机 -> 主机】之间的通信。
TCP 数据段

序列号：TCP把连接中发送到所有数据，按字节进行编号。当 SYN=1 时，序列号seq就是报文段中第一个字节的数据编号。
确认号：是当前报文段的最后一个字节编号+1，也就是下一个报文段的序列号。确认号表示，已接受小于该确认号的所有数据。
窗口: 窗口大小是TCP接受缓冲区的剩余大小，用来进行流量控制。发送方不能够发送超过对方窗口大小的数据，否则会被丢掉。

TCP 与 UDP 区别

TCP是面向连接的；而UDP是不需要建立连接，即发送数据之前不需要建立连接。

TCP是可靠的，它保证数据的正确性；而UDP是不可靠的，可能会丢包。

UDP的实时性强，工作效率比TCP高，适用于高速传输和实时性要求比较高的通信或者广播通信。

TCP是点对点连接；UDP支持多对多的交互通信。

TCP对系统资源要求较高；UDP对系统资源要求较少。

TCP 为什么是可靠连接？

TCP都有一个发送缓冲区和一个接受缓冲区。

TCP数据段里的序列号 Seq 能使TCP保证按序到达。
TCP数据段里的确认号 Ack 能使TCP保证不丢包，超时了会重传。
TCP拥有 流量控制 机制，TCP数据段里还有一个2个字节的窗口字段，它表示 接受缓冲区 里的剩余空间，发送方 根据这个窗口里的大小，发送比窗口小的数据量，否则发送的数据会被丢掉。这几点让TCP能够保证可靠连接。

TCP拥有 拥塞控制 机制。

UDP 为什么是不可靠的？

UDP没有发送缓冲区，只有一个接受缓冲区。所以只要有数据就会发送，不管对方能不能接受。当对方的接受缓冲区满了之后，新来的数据就会被丢掉，UDP是没有流量控制的，也没有确认号，所以UDP是不可靠的。

TCP 三次握手

第一次握手：客户端将标识位 SYN 设置为 1，并且随机产生一个值 x，令seq = x，把报文段发送给服务端。

第二次握手：服务端看到 SYN = 1 就知道它是要请求建立连接，服务端把 SYN 和 ACK 都设置为 1，并且令ack = x + 1，随机生成一个值 y，令seq = y，告诉对方它的序列号。

第三次握手：客服端收到数据段后检查 ACK 是否为 1，ack == x + 1？如果是，就把标志位 ACK 设置为 1，令ack = y + 1，并且发送给服务端，服务端也做同样的判断后，如果正确，就说明连接建立成功。客户端与服务端之间可以开始传输数据了。

TCP 四次挥手

第一次挥手：客户端将标志位 FIN 设置为 1，用来断开与服务端的数据传输。

第二次挥手：服务端收到对方的关闭连接请求之后，发送一个确认号，确认号 ack 等于对方的序列号 seq + 1.

第三次挥手：同上。
第四次挥手：同上。

为什么建立连接是三次握手，而关闭连接是四次挥手？

因为三次握手时，可以把标志位 SYN 和 ACK 放在同一个报文段发送。
但关闭连接时，当收到对方的 FIN 通知时，它仅仅表示着对方已经没有数据发送了，但可能，我还有没把全部数据发送给对方。所以不能立马把 socket 连接关闭掉，等我把数据全部发送完之后，再发送 FIN 通知，如果收到对方的确认号了，就说明双方的连接都关闭了。所以在大多数情况下，FIN 和 ACK 报文段是分开发送的。

为什么不能用两次握手进行连接？

因为 两次握手 只能得到一方的确认，而TCP连接就是为了，让双方彼此知道对方可以正确地接受数据了，并且协商双方的初始序列号。所以TCP连接一定需要 三次握手，不能 两次握手。

为什么 TIME_WAIT 状态需要经过 2MSL 才能进入 CLOSED 状态？

因为在第四次挥手时发送的 ACK 报文段可能在传输过程中丢失，如果服务端没有收到 ACK 就会重新发送 FIN 报文段。所以客户端至少要等一次发送和一次回复所需要的最大时间，也就是 2MSL.

MSL (Maximum Segment Lifetime)：报文段在网络中的最长生存时间。

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