部分內容來源：小林Coding

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TCP的特點

1.面向連接

一定是“一對一”才能連接，不能像 UDP 協議可以一個主機同時向多個主機發送消息，也就是一對多是無法做到的

2.可靠的

無論的網絡鏈路中出現了怎樣的鏈路變化，TCP 都可以保證一個報文一定能夠到達接收端

3.字節流

用戶消息通過 TCP 協議傳輸時，消息可能會被操作系統“分組”成多個的 TCP 報文，如果接收方的程序如果不知道“消息的邊界”，是無法讀出一個有效的用戶消息的。

并且 TCP 報文是“有序的”

當“前一個” TCP 報文沒有收到的時候，即使它先收到了后面的 TCP 報文，那么也不能夠給應用層去處理

同時對“重復”的 TCP 報文會自動丟棄

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什么是TCP連接

簡單來說就是

用于保證可靠性和流量控制維護的某些狀態信息

這些信息的組合包括 Socket、序列號和窗口大小稱為連接

所以我們可以知道，建立一個 TCP 連接是需要客戶端與服務端達成上述三個信息的共識。

• Socket：由 IP 地址和端口號組成
• 序列號：用來解決亂序問題等
• 窗口大小：用來做流量控制

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如何唯一確定一個TCP連接呢

TCP 四元組可以唯一的確定一個連接，四元組包括如下：

1.源地址

2.源端口

3.目的地址

4.目的端口

源地址和目的地址的字段（32 位）是在 IP 頭部中，作用是通過 IP 協議發送報文給對方主機。

源端口和目的端口的字段（16 位）是在 TCP 頭部中，作用是告訴 TCP 協議應該把報文發給哪個進程

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有一個 IP 的服務端監聽了一個端口，它的 TCP 的最大連接數是多少？?

服務端通常固定在某個本地端口上監聽，等待客戶端的連接請求。

因此，客戶端 IP 和端口是可變的，其理論值計算公式如下：

最大 TCP 連接數 = 客戶端的 IP 數 X 客戶端的端口數

對 IPv4，客戶端的 IP 數量最多為 2 的 32 次方，客戶端的端口數量最多為 2 的 16 次方，也就是服務端單機最大 TCP 連接數，約為 2 的 48 次方。

當然，服務端單機能發 TCP 連接數能達到理論上的上限，會受以下因素影響：

文件描述符限制：每個 TCP 連接都是一個文件，如果文件描述符被占滿了，會發生 Too many open files。Linux 對于打開的文件描述符數量分別作了三個方面的限制：

系統級：當前系統可打開的最大數量，通過 cat /proc/sys/fs/file-max 查看；用戶級：指定用戶可打開的最大數量，通過 cat /etc/security/limits.conf 查看；進程級：單個進程可打開的最大數量，通過 cat /proc/sys/fs/nr_open 查看。

內存限制：每個 TCP 連接都會占用一定內存，操作系統的內存是有限的，如果內存資源被占滿后，會發生 OOM

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UDP和TCP有什么區別？分別應用場景是？

1.連接

TCP是面向連接的傳輸層協議，傳輸數據前要先建立連接

UDP是不需要建立連接的，即刻傳輸數據

2.服務對象

TCP是一對一的兩點服務,即一條連接只有兩個端點

UDP支持一對一，一對多，多對多的交互通信

3.可靠性

TCP 是可靠交付數據的，數據可以無差錯、不丟失、不重復、按序到達。

UDP 是盡最大努力交付，不能保證可靠交付數據。

4.擁塞控制、流量控制

TCP 有擁塞控制和流量控制機制，保證數據傳輸的安全性。

UDP 則沒有，即使網絡非常擁堵了，也不會影響 UDP 的發送速率（因為根本不在意發送成功不成功，所以我們速率不用變）。

5.首部開銷

TCP 首部較長較復雜，會有一定的開銷，首部在沒有使用【選項】字段時是 20 個字節，如果使用了【選項】字段則會變長的。

UDP 首部只有 8 個字節，并且固定是不會變的，開銷較小。

6.傳輸方式

TCP 是面向連接，沒有邊界，但保證順序和可靠。

UDP 是一個包一個包的發送，是有邊界的，但可能會丟包和亂序

7.數據分片所在的層不同

TCP 的數據大小如果大于 MSS 大小，則會在傳輸層進行分片，目標主機收到后，也同樣在傳輸層組裝 TCP 數據包，如果中途丟失了一個分片，只需要傳輸丟失的這個分片。

UDP 的數據大小如果大于 MTU 大小，則會在 IP 層進行分片，目標主機收到后，在 IP 層組裝完數據，接著再傳給傳輸層

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TCP和UDP可以使用同一個端口嗎

可以

所以，傳輸層的「端口號」的作用，是為了區分同一個主機上不同應用程序的數據包。

傳輸層有兩個傳輸協議分別是 TCP 和 UDP，在內核中是兩個完全獨立的軟件模塊。

當主機收到數據包后，可以在 IP 包頭的「協議號」字段知道該數據包是 TCP/UDP，所以可以根據這個信息確定送給哪個模塊（TCP/UDP）處理，送給 TCP/UDP 模塊的報文根據「端口號」確定送給哪個應用程序處理