传输层主要工作在什么地方？
传输层主要工作在终端设备（手机、计算机、笔记本、平板电脑等）上。
传输层最重要的两个协议是什么？
TCP协议和UDP协议。
端口是什么，端口有什么作用？端口在协议中一般占用几个字节？
端口是为了标记不同的使用网络的进程，端口使用16个比特为表示。
UDP协议的中文全称是什么？UDP协议有什么特点？请分点说明。
UDP全称是用户数据报协议(User Datagram Protocol)，U是一个非常简单的传输层协议，不能保证可靠的交付数据。UDP具备如下特点：
报文结构简单：UDP不像TCP那样有错误重传、滑动窗口等机制对数据传输进行精细控制；
面向非连接 ：传输数据之前和终端无建立连接，当想传输数据时，就简单的抓取来自应用程序的数据，并尽可能快地将其放到网路上，在发送端UDP发送数据的速度仅仅受应用程序生产数据的速度，计算机的能力和传输带宽的限制，在接收端UDP将每个接收段放在队列中，应用程序每次从队列中读取一个消息段；
不维护连接状态：支持同时向多个客户端传输相同的消息；
首部开销很小，数据包包头只有8个字节；
吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能；
尽最大努力交付；
不保证可靠性交付；
面向报文，不要对应用程序提交的报文进行拆分或者合并。
TCP协议的中文全称是什么？TCP协议有什么特点？请分点说明。
TCP全称是传输控制协议(Transmission Control Protocol)，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，可以提供可靠的数据传输服务。TCP具备如下特点：
面向连接：通信双方必须先建立连接才能进行数据的传输，双方都必须为该连接分配必要的系统内核资源，以管理连接的状态和连接上的传输。完成数据交换后，双方必须断开此连接，以释放系统资源。
可靠传输：
1. 发送应答机制：TCP发送的每个报文段都必须得到接收方的应答才认为这个TCP报文段传输成功。
2. 超时重传：发送端发出一个报文段之后就启动定时器，如果在定时时间内没有收到应答就重新发送这个报文段。
3. 错误校验：TCP用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。
4. 流量控制和阻塞管理：流量控制用来避免主机发送得过快而使接收方来不及完全收下。
TCP报文头部的序号和确认号都占据4个字节，序号有什么用？确认号呢？
序号用于传输数据的编号，在TCP报文中一个字节一个序号。确认号表示期待收到的数据的首字节序号。
TCP报文头部的数据偏移字段有什么用？他和TCP报文的结构有什么关系？
数据偏移字段表示传输数据偏移TCP首部的距离，如果TCP报文中包含可选数据，则数据偏移字段起作用。
TCP报文头部的标记占用6个比特位，每个比特位的值可以为1或0，他们分别有什么意义？
6个比特位分别是URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN。
URG: Urgent，紧急位，URG=1表示紧急数据URG；
ACK: Acknowledgement，确认位，ACK=1时确认号才生效；
PSH: Push，推送位，PSH=1表示尽快地把数据交付给应用层；
RST: Reset，重置位，RST=1时，重新建立连接；
SYN: Synchronization， 同步位，SYN=1 表示连接请求报文；
FIN: Finish，终止位，FIN=1 表示释放连接。
TCP报文头部的窗口占用2个字节，窗口字段有什么作用？
窗口指明允许对方发送的数据量，用于控制TCP连接中数据传输的速率。
TCP协议一个重要的特点是可靠传输，可靠传输是怎么实现的？请简要描述可靠传输的基本原理。
可靠传输依赖于超时重传，即接收方需要发送确认消息给发送方，如果一定时间内发送方没有收到确认消息，则认为消息没有到达接收方，重新发送数据。
TCP协议的流量控制和TCP报文头部的什么字段有关系？流量控制具体是怎么工作的？请简要描述流量控制的主要过程。
TCP的流量控制和TCP头部的窗口字段是密切相关的，流量控制根据TCP报文中窗口的大小来进行数据的传输，当窗口较大时，增加数据发送速度，当窗口较小时，降低数据发送速度。
TCP协议具备拥塞控制的功能，拥塞控制和流量控制有什么区别？拥塞控制是怎么实现的？
拥塞控制和流量控制是不一样的。
流量控制强调TCP连接双方的发送-接收速率，考虑的是点对点的通信量的控制。
拥塞控制强调网络环境的状态，是对整个网络的全局性考虑。
TCP连接的发送方可以感知网络环境的状态并做出反应。发送端常用的拥塞控制方法有：慢启动算法、拥塞避免算法、快重传算法、快恢复方法。
TCP协议的三次握手是非常重要的知识点，TCP协议的三次握手和TCP报文头部的哪些字段有关系？
序号、确认号、TCP标记ACK、SYN、FIN。
请简述TCP协议三次握手的过程。
第一次握手：客户端向服务端发出连接请求报文，这时报文首部中的同步位SYN=1，同时随机生成初始序列号 seq=x，此时，客户端进程进入了 SYN-SENT（同步已发送）状态，表示客户端想要和服务端建立连接。TCP规定，SYN报文段（SYN=1的报文段）不能携带数据，但需要消耗掉一个序号。
第二次握手：服务端收到请求报文后，如果同意连接，则发出确认报文，该确认报文的确认位 ACK=1，同步位SYN=1，确认号为ack=x+1，同时也要为确认报文本身随机初始化一个序列号 seq=y。此时，TCP服务端进程进入了SYN-RCVD（同步已接收）状态，这样就表示：服务端告知客户端，服务端同意与客户端建立连接，并询问客户端是否已经准备好。这个报文也不能携带数据，但是同样要消耗一个序号。
第三次握手：客户端收到来自服务端的确认后，还要向服务端发送确认报文给出确认，以便告知服务端 “我客户端确实已经准备好了” 。确认报文的ACK=1，ack=y+1，seq=x+1，此时，客户端就进入了ESTABLISHED（已建立连接）状态，而服务端在接收到该确认报文后也进入ESTABLISHED（已建立连接）状态。至此，TCP连接就建立完成。
TCP协议的三次握手是TCP建立可靠通信的基础，请问为什么TCP连接建立的过程叫做三次握手，请陈述三次握手的必要性，两次握手为什么不行？
两次握手不能保证连接正确建立，TCP被连接的一端有可能响应失效的请求报文而无法确认。
TCP协议的四次挥手是非常重要的知识点，TCP协议的四次挥手和TCP报文头部的哪些字段有关系？
序号、确认号、TCP标记ACK、SYN、FIN。
请简述TCP协议四次挥手的过程，并说明清楚每一次挥手后，双方进入的状态。
第一次挥手 ：数据传输完成后，客户端发出连接释放报文，用来请求释放从客户端到服务端方向的连接。该释放报文的终止位FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
第二次挥手：服务端收到这个来自客户端的连接释放报文后，发回一个确认报文进行确认，该确认报文的确认位ACK=1，确认号ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。在此之后，TCP服务端通知高层的应用进程，客户端向服务端方向的连接就释放了，但这个这时候处于半关闭状态，因为服务端向客户端方向的连接还没有释放，也就是说，客户端已经没有数据要发送了，但是服务端若发送数据，客户端依然要接收。这个状态还要持续整个CLOSE-WAIT（关闭等待状态）的时间。客户端收到服务器的确认请求后，就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务端发送连接释放报文（在这之前还需要继续接收服务端尚未发送完毕的数据）。
第三次挥手：服务端发送连接释放报文到客户端，用来请求释放服务端到客户端方向的连接。 该释放报文的FIN=1，ACK=1，ack=u+1，假定序列号seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
第四次挥手：客户端收到这个来自服务端的连接释放报文后，发回一个确认报文进行确认，该确认报文的确认位ACK=1，确认号ack=w+1，并且带上自己的序列号seq=u+1。此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。服务器在收到了客户端发出的确认之后，便立即进入CLOSED状态。注意：此时整个TCP连接还没有释放，必须经过2MSL（两倍最长报文段寿命）、到达时间等待计时器定时器的定时时间后，客户端才会进入CLOSED（关闭）状态。至此，整个TCP连接就结束了。
TCP连接释放的过程中有一个重要概念叫做2MSL，什么是2MSL，它有什么作用？
MSL指的是最长报文段寿命(Max Segment Lifetime)，2MSL保证ACK报文可以正确到达对方。
TCP协议有四个重要的定时器，分别是什么定时器？请简述这些定时器的作用。
重传计时器：当TCP发送报文段时，就为这个特定报文段创建了一个重传计时器。若在计时器定时时间到达之前收到对报文段的确认，则撤销计时器；若在收到对特定报文段的确认之前计时器超时，则重传该报文，并把计时器复位。
坚持计时器：当发送端当接收到窗口为0的消息时，则启动坚持定时器。当到达坚持定时器的截止时间时，发送端就发送一个探测报文段，提醒接收端确认已丢失，必须重传。
时间等待计时器：常用于连接终止的时候。当TCP关闭一个连接时，它并不认为这个连接马上就终止了，而是在一个时间等待期间内仍处于一种中间过渡状态。这个时间等待期间就由时间等待计时器设置，其值通常设置为最长报文段寿命的2倍（记为2MSL），这样的话，当客户端最后一个响应FIN请求的ACK报文丢失时，客户端仍然拥有充足的时间等待下一个FIN的到来。如果在2MSL时间内，一个新的FIN到达了，客户端就重发一个ACK，并且重新启动时间等待计时器。
保活计时器：每当服务器收到客户的信息，就将保活计时器复位，超时通常设置2小时，若服务器超过2小时还没有收到来自客户端的信息，就发送探测报文段，若发送了10个探测报文段（每75秒发送一个）还没收到客户端响应，则终止连接。
