TCP、HTTP/HTTPS、FTP 解析 + 面試回答參考

在后端開發、網絡編程以及運維面試中，TCP 協議、HTTP/HTTPS、FTP 是高頻考點。本文將從原理、流程、面試常問問題出發，幫你一次性搞懂這些核心知識點。

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一、TCP 三次握手

1. 作用

建立可靠連接，確保雙方收發數據的能力正常。

2. 流程

1. 第一次握手（客戶端 → 服務端）

   • 發送 SYN=1，seq=x
   • 表示“我想建立連接，我的初始序列號是 x”。

2. 第二次握手（服務端 → 客戶端）

   • 發送 SYN=1，ACK=1，ack=x+1，seq=y
   • 表示“我同意建立連接，我的初始序列號是 y，并確認你的序列號”。

3. 第三次握手（客戶端 → 服務端）

   • 發送 ACK=1，ack=y+1
   • 表示“我確認你的序列號，連接建立成功”。

3. 為什么不是兩次？

因為兩次握手無法確保雙方的收發能力都正常，可能出現“半連接”問題。

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面試回答參考：

TCP 采用三次握手建立連接。第一次握手客戶端發送 SYN 請求，第二次握手服務端返回 SYN+ACK 確認，第三次握手客戶端發送 ACK 確認，至此連接建立。三次握手的目的是防止已失效的連接請求報文突然又傳到服務器，引起資源浪費，同時確保雙方的收發能力正常。

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二、TCP 四次揮手

1. 作用

安全釋放 TCP 連接，確保數據傳輸完整。

2. 流程

1. 第一次揮手（主動方 → 被動方）

   • 發送 FIN=1，表示“我沒有數據發了，但還可以接收數據”。

2. 第二次揮手（被動方 → 主動方）

   • 發送 ACK=1，確認收到對方的 FIN。

3. 第三次揮手（被動方 → 主動方）

   • 數據發送完畢后，發送 FIN=1，表示“我也沒有數據發了”。

4. 第四次揮手（主動方 → 被動方）

   • 發送 ACK=1，確認收到對方的 FIN，連接完全關閉。

3. 為什么是四次？

因為 TCP 是全雙工的，關閉需要雙方分別發送 FIN。

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面試回答參考：

TCP 斷開連接需要四次揮手。第一次揮手由主動方發送 FIN 請求關閉，第二次由被動方 ACK 確認，第三次被動方發送 FIN 請求關閉，第四次主動方 ACK 確認。四次的原因是 TCP 是全雙工的，雙方需要分別關閉自己的發送通道。

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三、HTTP 與 HTTPS

1. HTTP

• 端口：80
• 特點：明文傳輸，無加密；無狀態，需要 Cookie/Session 保存狀態。

2. HTTPS

• 端口：443
• 特點：基于 SSL/TLS 加密的 HTTP；傳輸過程加密（對稱 + 非對稱加密 + 數字證書）。

3. HTTPS 握手流程

1. 客戶端請求 HTTPS 連接。
2. 服務端發送數字證書（含公鑰）。
3. 客戶端驗證證書，生成隨機對稱密鑰，用公鑰加密發送給服務端。
4. 后續通信使用對稱加密，提高效率。

4. 區別對比

對比項	HTTP	HTTPS
端口	80	443
加密	無	SSL/TLS
安全性	低	高
性能	高	略低（加密開銷）
證書	不需要	需要 CA 證書

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面試回答參考：

HTTP 是明文傳輸，默認端口 80；HTTPS 在 HTTP 基礎上通過 SSL/TLS 加密數據，默認端口 443，能防止中間人攻擊和數據竊聽。雖然加密會帶來一定性能開銷，但能保證數據的機密性、完整性和身份驗證。

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四、FTP 協議

1. 作用

文件傳輸協議（File Transfer Protocol），在客戶端與服務器之間傳輸文件。

2. 端口

• 控制連接（命令端口）：21
• 數據傳輸端口：20（主動模式）或隨機高位端口（被動模式）

3. 模式

1. 主動模式 (Active Mode)

   • 客戶端告訴服務器“我在 X 端口等你”，服務器主動連接客戶端傳輸數據。
   • 缺點：可能被客戶端防火墻攔截。

2. 被動模式 (Passive Mode)

   • 服務器告訴客戶端“我在 Y 端口等你”，客戶端主動連接服務器。
   • 常用于穿防火墻場景。

4. 缺點與改進

• FTP 明文傳輸用戶名、密碼、文件內容
• 可用 FTPS / SFTP 實現加密傳輸

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面試回答參考：

FTP 用于文件傳輸，默認命令端口 21，數據端口 20（主動模式）或隨機端口（被動模式）。主動模式下由服務器連接客戶端，可能被防火墻阻止；被動模式下由客戶端連接服務器，穿防火墻效果更好。FTP 傳輸是明文的，安全性低，可以使用 FTPS 或 SFTP 提升安全性。

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五、總結

• TCP 三次握手：確保雙方收發能力正常
• TCP 四次揮手：雙方獨立關閉連接
• HTTP vs HTTPS：加密、端口、性能、安全性
• FTP：文件傳輸、主動與被動模式、安全性提升方案