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TCP/IP面试题及答案

面试官问“TCP和UDP都是传输层协议，实际开发中怎么选？举个例子说明”，该怎么回答？

答案：选协议主要看业务对可靠性和实时性的需求。TCP是面向连接的，有三次握手、重传、流量控制这些机制，适合需要确保数据不丢不重的场景，比如文件传输（像FTP传资料，丢了一段文件就用不了）、HTTP接口请求（用户登录发的账号密码，必须准确到服务器）。UDP是无连接的，不管数据发没收到都不回头确认，优点是速度快、延迟低，适合实时性要求高于可靠性的场景，比如视频会议（偶尔丢个帧，画面卡一下不影响整体沟通，但要是等TCP重传，延迟就会特别明显）、DNS查询（查域名对应的IP，就算丢了请求，客户端再发一次就行，没必要等复杂的确认流程）。

说说TCP三次握手的过程，为什么不能是两次？

答案：三次握手简单说就是“请求-确认-再确认”。第一步，客户端给服务器发SYN包，意思是“我想跟你建立连接”；第二步，服务器收到后，发SYN+ACK包，既回应“我知道你要连了”（ACK），又告诉客户端“我这边也准备好连了”（SYN）；第三步，客户端收到服务器的包后，再发一个ACK包，告诉服务器“我知道你准备好，咱们可以开始传数据了”。

不能是两次，主要怕出现“历史无效连接”。比如客户端之前发过一个SYN包，但因为网络延迟卡住了，客户端以为没发出去又重发了一个，建立连接传完数据后断开了。这时候之前卡住的那个SYN包突然到了服务器，要是两次握手，服务器发个ACK就建立连接了，但客户端早就忘了这个包，不会给服务器发数据，服务器会一直等着，浪费资源。三次握手的话，服务器发了SYN+ACK后，得等客户端的第三个ACK才确认连接，无效的SYN包不会得到客户端的第三次确认，服务器就不会建立无用连接。

TCP四次挥手为什么需要“TIME_WAIT”状态？这个状态一般持续多久？

答案：四次挥手是断开连接的过程，客户端和服务器都要分别说“我要断了”。TIME_WAIT是主动关闭连接的一方（比如客户端）发完最后一个ACK包后进入的状态，主要有两个作用：一是确保对方能收到最后一个ACK包（如果服务器没收到，会重发FIN包，客户端在TIME_WAIT状态下能再发一次ACK）；二是避免“历史连接”的数据包干扰新连接，因为网络里可能还残留着之前连接的数据包，TIME_WAIT会等这些数据包过期后再释放端口。

TIME_WAIT的持续时间通常是2倍的MSL（最大分段生存期），MSL是一个数据包在网络里能存活的最长时间，一般默认是1分钟，所以TIME_WAIT通常持续2分钟。不过实际运维中，有些场景会根据需求调整这个时间，比如高并发服务器，为了快速释放端口，可能会调小，但要注意避免残留数据包的问题。

什么是TCP滑动窗口？它能解决什么问题？

答案：滑动窗口可以理解成双方约定的“一次能传多少数据”的缓冲区，是TCP实现流量控制的核心机制。比如客户端给服务器发数据，服务器会告诉客户端“我现在的接收缓冲区还能装1000字节”（这就是接收窗口大小），客户端就知道这次最多发1000字节，不用等一个字节确认了再发下一个，能提高传输效率。

它主要解决两个问题：一是避免发送方发得太快，接收方处理不过来导致数据丢失（流量控制）；二是实现“流水线传输”，不用等前一个数据包的ACK回来再发下一个，比如窗口大小是5，发送方可以连续发5个数据包，等接收方确认后，窗口再“滑动”，继续发后面的，大幅提升传输速度。

实际工作中遇到过TCP丢包吗？可能是什么原因导致的？怎么排查？

答案：遇到过，比如之前做文件传输功能时，偶尔会出现传输卡住，查日志发现是TCP丢包了。常见原因有三种：一是网络链路问题，比如网线接触不良、路由器故障，导致数据包在传输过程中丢了；二是拥塞控制，当网络里数据太多，路由器缓存满了，就会丢包，TCP会触发拥塞控制机制，放慢发送速度；三是接收方处理不及时，比如接收方的应用程序没及时从TCP接收缓冲区读数据，缓冲区满了，就会告诉发送方“别发了”，如果发送方没及时收到这个信号，继续发就会丢包。

排查的话，先看网络链路，用ping命令测一下客户端和服务器之间的连通性，看有没有丢包率；再用tcpdump或Wireshark抓包，分析数据包的ACK情况，如果有很多SYN包没收到ACK，或者有重传包，说明可能是链路或拥塞问题；最后查接收方的应用日志，看是不是应用程序读缓冲区的速度太慢，比如代码里读数据的逻辑卡住了，导致缓冲区满了。

什么是子网掩码？它和IP地址配合能实现什么功能？

答案：子网