上位機面試必備——TCP通訊靈魂二十問【下】

常哥說程式設計發表於2020-06-24
面試TCP

 

上篇文章跟大家介紹了TCP通訊常見的前10個面試題，沒看過的小夥伴可以點選下方連結進行檢視：

上位機面試必備——TCP通訊靈魂二十問【上】

今天就後面的10個面試題接著做下說明：歡迎關注【dotNet工控上位機】公眾號：thinger_swj

11、四次揮手中的TIME_WAIT狀態？

首先要明確一點：主動關閉連線的一方，才會有TIME_WAIT狀態。

之所以需要TIME_WAIT狀態，主要是兩個原因：

  • 防止相同的埠重新連線時，伺服器收到的是停留在網路間的資料包

  • 保證被動關閉連線的一方能被正確的關閉，即保證最後的 ACK 能讓被動關閉方接收，從而幫助其正常關閉

12、為什麼TIME_WAIT時間為2MSL？

   

 

 

       MSL 是 Maximum Segment Lifetime，報文最大生存時間，它是任何報文在網路上存在的最長時間，超過這個時間報文將被丟棄。比如如果被動關閉方沒有收到斷開連線的最後的 ACK 報文，就會觸發超時重發 FIN 報文，另一方接收到 FIN 後，會重發 ACK 給被動關閉方，一來一去正好 2 個 MSL。
     2MSL 的時間是從客戶端接收到 FIN 後傳送 ACK 開始計時的。如果在 TIME-WAIT 時間內，因為客戶端的 ACK 沒有傳輸到服務端，客戶端又接收到了服務端重發的 FIN 報文，那麼 2MSL 時間將重新計時。在Linux系統中，2MSL預設值是60秒。

13、什麼是TCP的保活機制？

定義一個時間段，在這個時間段內，如果沒有任何連線相關的活動，TCP保活機制會開始作用，每隔一個時間間隔，傳送一個探測報文，該探測報文包含的資料非常少，如果連續幾個探測報文都沒有得到響應，則認為當前的TCP 連線已經死亡，系統核心將錯誤資訊通知給上層應用程式。

14、已經建立連線，客戶端故障怎麼辦？

這種情況就會觸發TCP的保活機制，對應的引數包括保活時間、保活探測的次數、保活探測的時間間隔，其中保活時間預設為7200秒，保活探測次數為9，保活探測時間間隔為75秒。

也就意味著，如果客戶端突然故障，會經過7200+75*9=7875秒即2小時11分15後，伺服器才會判斷該連線失效，以上引數可以手動設定。

15、TCP/IP協議與Socket之間是什麼關係？

網路有一段關於Socket和TCP/IP協議關係的說法比較容易理解：

TCP/IP只是一個協議棧，就像作業系統的執行機制一樣，必須要具體實現，同時還要提供對外的操作介面。這個就像作業系統會提供標準的程式設計介面，比如Win32程式設計介面一樣，TCP/IP也要提供可供程式設計師做網路開發所用的介面，這就是Socket程式設計介面。

所以，Socket跟TCP/IP並沒有必然的聯絡，Socket程式設計介面在設計的時候，就希望能適應其他的網路協議。Socket的出現只是可以更方便的使用TCP/IP協議棧而已，其對TCP/IP進行了抽象，形成了一些最基本的函式介面，比如Send,Listen等。

16、什麼是SYN攻擊？

我們都知道 TCP 連線建立是需要三次握手，假設攻擊者短時間偽造不同 IP 地址的 SYN 報文，服務端每接收到一個SVN 報文，就進入SYN_RCVD 狀態，但服務端傳送出去的 ACK + SYN 報文，無法得到未知IP 主機的 ACK 應答，久而久之就會佔滿服務端的 SYN 接收佇列（未連線佇列），使得伺服器不能為正常使用者服務。

17、如何避免SYN攻擊？

避免SYN攻擊的兩個方案：

  • 通過修改核心引數，控制佇列大小，並確定好當佇列滿之後應該如何處理，比如佇列滿之後，對新的SYN直接回復RST，丟棄連線。

  • 當SYN佇列滿了之後，後續收到的SYN，不直接進入SYN佇列，而是先計算Cookie值，再傳送，後續可以驗證ACK包的合法性

 

18、TCP伺服器Socket程式設計流程

 

 

  • 服務端初始化 Socket，得到檔案描述符

  • 服務端呼叫 Bind，將繫結在 IP 地址和埠

  • 服務端呼叫 Listen，進行監聽

  • 服務端呼叫 Accept，建立客戶端連線

  • 通過Send向客戶端傳送訊息

  • 通過Receive接收客戶端訊息

 

19、TCP客戶端Socket程式設計？

  • 客戶端初始化 Socket，得到檔案描述符

  • 客戶端呼叫Connect，連線伺服器

  • 連線成功呼叫Send向客戶端傳送訊息

  • 通過Receive接收客戶端訊息

20、Listen中的backlog引數什麼意義？

Linux核心中會維護兩個佇列：

    未完成連線佇列（SYN 佇列）：接收到一個 SYN 建立連線請求，處於 SYN_RCVD 狀態；    已完成連線佇列（Accpet 佇列）：已完成 TCP 三次握手過程，處於 ESTABLISHED 狀態；

    在核心 2.2 之後，backlog 變成 Accept 佇列，也就是已完成連線建立的佇列長度，所以現在通常認為 backlog 是 Accept 佇列。

     以上即為TCP通訊常見的二十問，希望對大家面試及TCP理解有所幫助。

 

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