TCP 与 UDP

传输层职责

传输层在 IP 之上提供 端口 multiplex 与 端到端语义。TCP 可靠、有序、面向连接；UDP 无连接、尽力交付、报文边界保留。

后端面试几乎必问握手挥手与 粘包半包（TCP 字节流无边界，需 length prefix 或 delimiter）。

TCP 三次握手

客户端 → SYN, seq=x

服务端 → SYN+ACK, seq=y, ack=x+1

客户端 → ACK, ack=y+1

半连接队列 / SYN flood：SYN cookie、限流。为何不能两次：无法确认客户端收能力，可能浪费服务端资源。

四次挥手

主动方 FIN

被动方 ACK（可能仍有数据）

被动方 FIN

主动方 ACK，TIME_WAIT 2MSL 后关闭

TIME_WAIT 保证迟到的报文不会污染新连接；大量短连接需 SO_REUSEADDR、连接池。

可靠机制

• 序号与 ACK： cumulative acknowledgment。
• 重传：超时 RTO、快速重传（3 duplicate ACK）。
• 滑动窗口：流量控制，接收方 rwnd。
• 拥塞控制：慢启动、拥塞避免、快恢复；cwnd 与 ssthresh。

UDP 特点

无连接、无重传、头部 8 字节轻量。QUIC 在 UDP 上实现可靠 + 多路复用（HTTP/3）。

选型：要可靠有序 → TCP（或 QUIC）
      要广播/组播、实时 → UDP

与工程实践

• Go net.Dial("tcp")、连接池、Keep-Alive 减少握手。
• 粘包：定长头 + body length；Protobuf/JSON line-delimited。

站内 /chapters/computer-network 有交互演示，配合 week04-http-https 形成应用层闭环。

面试追问链

TCP 与 HTTP 关系？HTTP 长连接复用 TCP。HTTPS 在 TCP 之上 TLS。下一篇讲 HTTP；DNS 见 week04-dns-load-balance。

实战巩固与面试表达

本篇属于 8 周冲刺 week04-tcp-udp 主题。复习时先闭卷回答 frontmatter 中三张 flashcard，再展开口述两个「为什么」：为什么这种方案能 work、边界失败时如何降级。与相邻章节对照：算法篇强调复杂度与模板，Go 篇强调工程默认写法，中间件篇强调线上故障案例。

动手与自检清单

用 25 分钟限时做 1 道相关练习题或画出一张架构/数据结构示意图；用 5 分钟写 STAR 片段说明你在项目里是否用过类似技术。记录 3 个面试追问及你的标准答法，存入 /zh/notebook/master-plan 笔记。若某点不熟，回到对应 /chapters 交互 Lab 重新走一遍流程，比死记卡片更有效。

易错点提醒

避免只背名词不会画图；避免只说优点不谈 trade-off（性能、一致性、运维成本至少提一项）；避免把学习 Demo 说成百万 QPS 生产。回答时使用「场景 → 方案 → 结果 → 反思」四段式，体现工程成熟度。

自检

画握手挥手时序图；解释 SYN_SENT、ESTABLISHED、CLOSE_WAIT 含义；说明为何「两次 ACK 丢包」会重传。