牛客网视频面试是用的TCP还是UDP?
答案是RUDP
UDP是一个无连接的协议,不用保证可靠性,传输速度快,视频面试的时候问问题,如果学生回答问题的视频流丢包了,面试官就听不到答案了,视频面试体验将会非常低
TCP需要保证可靠性,在公网的复杂环境下,想必经常会出现缓冲或者卡顿的情况
所以需要将TCP和UDP的特性相结合起来,让这个协议既可以保证可靠性,又可以保证实时性,这就是我们所说的RUDP(Reliable UDP)常见的RUDP协议有QUIC,WebRTC,Aeron等等
请详细介绍一下TCP的四次挥手过程?
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第一次挥手:客户端向服务端发送连接释放报文(FIN=1,ACK=1),主动关闭连接,同时等待服务端的确认。
- 序列号 seq = u,即客户端上次发送的报文的最后一个字节的序号 + 1
- 确认号 ack = k, 即服务端上次发送的报文的最后一个字节的序号 + 1
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第二次挥手:服务端收到连接释放报文后,立即发出确认报文(ACK=1),序列号 seq = k,确认号 ack = u + 1。
这时 TCP 连接处于半关闭状态,即客户端到服务端的连接已经释放了,但是服务端到客户端的连接还未释放。这表示客户端已经没有数据发送了,但是服务端可能还要给客户端发送数据。
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第三次挥手:服务端向客户端发送连接释放报文(FIN=1,ACK=1),主动关闭连接,同时等待 A 的确认。
- 序列号 seq = w,即服务端上次发送的报文的最后一个字节的序号 + 1。
- 确认号 ack = u + 1,与第二次挥手相同,因为这段时间客户端没有发送数据
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第四次挥手:客户端收到服务端的连接释放报文后,立即发出确认报文(ACK=1),序列号 seq = u + 1,确认号为 ack = w + 1。
此时,客户端就进入了
TIME-WAIT状态。注意此时客户端到 TCP 连接还没有释放,必须经过 2*MSL(最长报文段寿命)的时间后,才进入CLOSED状态。而服务端只要收到客户端发出的确认,就立即进入CLOSED状态。可以看到,服务端结束 TCP 连接的时间要比客户端早一些。- 第一次挥手:客户端向服务端发送连接释放报文(FIN=1,ACK=1),主动关闭连接,同时等待服务端的确认。-
序列号 seq = u,即客户端上次发送的报文的最后一个字节的序号 + 1
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确认号 ack = k, 即服务端上次发送的报文的最后一个字节的序号 + 1
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为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手?
服务器在收到客户端的 FIN 报文段后,可能还有一些数据要传输,所以不能马上关闭连接,但是会做出应答,返回 ACK 报文段.
接下来可能会继续发送数据,在数据发送完后,服务器会向客户单发送 FIN 报文,表示数据已经发送完毕,请求关闭连接。服务器的ACK和FIN一般都会分开发送,从而导致多了一次,因此一共需要四次挥手。
TCP协议如何保证可靠性?
TCP主要提供了检验和、序列号/确认应答、超时重传、滑动窗口、拥塞控制和 流量控制等方法实现了可靠性传输。
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检验和:通过检验和的方式,接收端可以检测出来数据是否有差错和异常,假如有差错就会直接丢弃TCP段,重新发送。
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序列号/确认应答:
序列号的作用不仅仅是应答的作用,有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序,并且去掉重复序列号的数据。
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。
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滑动窗口:滑动窗口既提高了报文传输的效率,也避免了发送方发送过多的数据而导致接收方无法正常处理的异常。
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超时重传:超时重传是指发送出去的数据包到接收到确认包之间的时间,如果超过了这个时间会被认为是丢包了,需要重传。最大超时时间是动态计算的。
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拥塞控制:在数据传输过程中,可能由于网络状态的问题,造成网络拥堵,此时引入拥塞控制机制,在保证TCP可靠性的同时,提高性能。
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流量控制:如果主机A 一直向主机B发送数据,不考虑主机B的接受能力,则可能导致主机B的接受缓冲区满了而无法再接受数据,从而会导致大量的数据丢包,引发重传机制。而在重传的过程中,若主机B的接收缓冲区情况仍未好转,则会将大量的时间浪费在重传数据上,降低传送数据的效率。所以引入流量控制机制,主机B通过告诉主机A自己接收缓冲区的大小,来使主机A控制发送的数据量。流量控制与TCP协议报头中的窗口大小有关。
详细讲一下TCP的滑动窗口?
在进行数据传输时,如果传输的数据比较大,就需要拆分为多个数据包进行发送。TCP 协议需要对数据进行确认后,才可以发送下一个数据包。这样一来,就会在等待确认应答包环节浪费时间。
为了避免这种情况,TCP引入了窗口概念。窗口大小指的是不需要等待确认应答包而可以继续发送数据包的最大值。
从上面的图可以看到滑动窗口左边的是已发送并且被确认的分组,滑动窗口右边是还没有轮到的分组。
滑动窗口里面也分为两块,一块是已经发送但是未被确认的分组,另一块是窗口内等待发送的分组。随着已发送的分组不断被确认,窗口内等待发送的分组也会不断被发送。整个窗口就会往右移动,让还没轮到的分组进入窗口内。
可以看到滑动窗口起到了一个限流的作用,也就是说当前滑动窗口的大小决定了当前 TCP 发送包的速率,而滑动窗口的大小取决于拥塞控制窗口和流量控制窗口的两者间的最小值。
详细讲一下拥塞控制?
TCP 一共使用了四种算法来实现拥塞控制:
- 慢开始 (slow-start);
- 拥塞避免 (congestion avoidance);
- 快速重传 (fast retransmit);
- 快速恢复 (fast recovery)。
发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd(congestion window)的状态变量。当cwndssthresh时,改用拥塞避免算法。
慢开始: 不要一开始就发送大量的数据,由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小。
拥塞避免: 拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1而不是加倍。这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。
快重传: 我们可以剔除一些不必要的拥塞报文,提高网络吞吐量。比如接收方在收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认,而不要等到自己发送数据时捎带确认。 快重传规定:发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段,而不必继续等待设置的重传计时器时间到期。
快恢复: 主要是配合快重传。当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法,把ssthresh门限减半(为了预防网络发生拥塞),但接下来并不执行慢开始算法,因为如果网络出现拥塞的话就不会收到好几个重复的确认,收到三个重复确认说明网络状况还可以。