针对于嵌入式软件杂乱的知识点总结起来，提供给读者学习复习对下述内容的强化。
目录
8.什么是TCP拥塞控制？以及达到什么情况的时候开始减慢增长速度？
11.传递到IP层怎么知道报文该给哪个应用程序，他怎么区分UDP报文还是TCP报文
16.什么是OSI七层模型和TCP/IP四层模型？每层列举2个协议。
18.搜索baidu，会用到计算机网络中的什么层，每层是干嘛的？
1.TCP怎么保证可靠性？
序列号和确认应答：
每个数据包都有唯一的序列号，接收方收到后发送确认应答（ACK），确保数据按序到达。
校验和：
每个数据包包含校验和，接收方验证数据完整性，若出错则丢弃并要求重传。
超时重传：
发送方未收到ACK时，会重传数据包，防止数据丢失。
流量控制：
通过滑动窗口机制，接收方动态调整发送方的发送速率，避免接收方缓冲区溢出。
拥塞控制：
使用慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等算法，防止网络过载。
连接管理：
通过三次握手建立连接，四次挥手终止连接，确保通信双方同步。
数据重排序：
接收方根据序列号重新排序数据包，确保数据按正确顺序交付。
1.序列号、确认应答、超时重传
数据到达接收方，接收方需要发出一个确认应答，表示已经收到该数据段，并且确认序号会说明了它下一次需要接收的数据序列号。如果发送发迟迟未收到确认应答，那么可能是发送的数据丢失也可能是确认应答丢失，这时发送方在等待一定时间后会进行重传。这个时间一般是2*RTT(报文段往返时间)+一个偏差值。
2. 窗口控制与高速重发控制/快速重传(重复确认应答)
TCP会利用窗口控制来提高传输速度，意思是在一个窗口大小内，不用一定要等到应答才能发送下一段数据，窗口大小就是无需等待确认而可以继续发送数据的最大值。如果不使用窗口控制，每个没收到确认应答的数据都要重发。
使用窗口控制，如果数据段1001-2000丢失，后面数据每次传输，确认应答都会不停地发送席号头1001的应答，表示我要接收1001开始的数据，发送端如果收到3次相同应答，就会立刻进行重发但还有种情况有可能是数据都收到了，但是有的应答丢失了，这种情况不会进行重发，因为发送端知道，如果是数据段丢失，接收端不会放过它的，会疯狂向它提醒....
2.简述一下TCP建立连接和断开连接的过程TCP
TCP建立连接和断开连接的过程
第一次握手：
客户端：客户端向服务器端发起连接请求将报文中的SYN字段置为1，生成随机序号x，seq=x 服务器端：接收客户端发送的请求数据，解析tcp协议，校验SYN标志位是否为1，并得到序号 x 第二次握手：
服务器端：给客户端回复数据
回复ACK, 将tcp协议ACK对应的标志位设置为1，表示同意了客户端建立连接的请求 回复了 ack=x+1, 这是确认序号 x: 客户端生成的随机序号 1: 客户端给服务器发送的数据的量, SYN标志位存储到某一个字节中, 因此按照一个字节计算，表示客户端给服务器发送的1个字节服务器收到了。 将tcp协议中的SYN对应的标志位设置为 1, 服务器向客户端发起了连接请求 服务器端生成了一个随机序号 y, 发送给了客户端 客户端：接收回复的数据，并解析tcp协议
校验ACK标志位，为1表示服务器接收了客户端的连接请求
数据校验，确认发送给服务器的数据服务器收到了没有，计算公式如下：
发送的数据的量 = 使用服务器回复的确认序号 - 客户端生成的随机序号 ===> 1=x+1-x
校验SYN标志位，为1表示服务器请求和客户端建立连接
得到服务器生成的随机序号: y
第三次握手：
客户端：发送数据给服务器
将tcp协议中ACK标志位设置为1，表示同意了服务器的连接请求 给服务器回复了一个确认序号 ack = y+1 y：服务器端生成的随机序号 1：服务器给客户端发送的数据量，服务器给客户端发送了ACK和SYN, 都存储在这一个字节中 发送给服务器的序号就是上一次从服务器端收的确认序号因此 seq = x+1 服务器端：接收数据, 并解析tcp协议
查看ACK对应的标志位是否为1, 如果是1代表, 客户端同意了服务器的连接请求
数据校验，确认发送给客户端的数据客户端收到了没有，计算公式如下：
给客户端发送的数据量 = 确认序号 - 服务器生成的随机序号 ===> 1=y+1-y
得到客户端发送的序号：x+1 如下为三次握手的大致流程，个人总结
TCP协议，研究对象主要是客户端和服务器端，1.客户端发送SYN=1，seq=x；2.服务器端回复SYN=1，ack=x+1,seq=y，ACK=1；3.后续客户端发送seq=x+1 ACK=1 SYN=1 ack=y+1
3.TCP三次握手和四次挥手的原因是什么？
确保双向通信能力
三次握手通过两次SYN（同步）和两次ACK（确认），确保客户端和服务端均能正常发送和接收数据：
第一次握手：客户端证明自己能发送（SYN）。
第二次握手：服务端证明自己能接收和发送（SYN+ACK）。
第三次握手：客户端证明自己能接收（ACK）。
若只有两次握手：服务端无法确认客户端是否能接收数据，可能导致单向通信。
防止历史连接的干扰
若客户端因网络延迟重复发送SYN，三次握手可确保服务端仅响应最新的SYN。
第三次握手携带ACK：服务端可通过客户端最后的ACK判断连接有效性，拒绝旧的重复SYN包。
同步初始序列号
三次交互确保双方初始序列号（ISN）被正确同步，避免数据包因序列号混乱导致传输错误。
这意味着客户端和服务器端都可以向彼此发送数据，所以关闭连接是双方TCP协议是全双工通信，都需要确认的共同行为
假设是三次挥手时，首先释放了A到B方向的连接，此时TCP连接处于半关闭(Half-close)状态这时A不能向B发送数据，而B还是可以向A发送数据。如果此时A收到了B的确认报文段后，就立即发送一个确认报文段，这会导致B向A还在发送数据时连接就被关闭。这样会导致A没有完整收到B所发的报文段
4.TCP，UDP的区别是什么？
1.TCP 是面向连接的，UDP 是面向无连接的
2.UDP程序结构较简单
3.TCP 是面向字节流的，UDP 是基于数据报的
4.TCP 保证数据正确性，UDP 可能丢包
5.TCP 保证数据顺序，UDP 不保证
5.TCP与UDP的优缺点是什么？
TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是两种常用的传输层协议，各自有不同的特点和适用场景。
TCP（传输控制协议）的优缺点
优点：
可靠性高：TCP提供数据传输的确认机制，保证数据的正确到达。如果丢失数据包，会自动重传。
顺序控制：TCP保证数据按发送顺序到达接收端。
流量控制和拥塞控制：TCP能通过流量控制和拥塞控制机制有效管理网络拥堵，保证网络资源的合理使用。
连接导向：TCP在通信之前需要建立连接，确保双方都准备好数据传输。
缺点：开销大：TCP需要进行连接管理、数据确认、重传等操作，因此产生较大的网络开销和延迟。传输速度较慢：由于有可靠性机制的引入，TCP的传输速度一般比UDP慢。适用场景受限：需要连接建立和管理的特性使得TCP不适合实时性要求较高的应用。
UDP（用户数据报协议）的优缺点
优点：
速度快：UDP没有连接建立、确认和重传等过程，传输延迟低，适合需要高速传输的应用。
开销小：UDP头部简单，传输过程中不进行过多控制和管理，因此相比TCP更加轻量。
支持广播和多播：UDP支持广播和多播机制，适用于需要向多个接收者发送数据的场景。
缺点： 不可靠性：UDP没有数据确认机制，数据包可能丢失或顺序错乱，应用程序需要自行处理错误和重传。没有流量控制和拥塞控制：UDP不提供流量控制和拥塞控制，容易造成网络拥堵和数据丢失。缺乏顺序保证：UDP无法保证数据包按照发送的顺序到达接收端。
6.TCP和UDP的适应场景
TCP的适应场景
文件传输（如FTP、SFTP）：需要确保文件完整性和顺序正确，任何丢失的数据都需要重传，因此需要TCP的可靠性。
网页浏览（如HTTP、HTTPS）：浏览器和服务器之间的请求和响应需要确保顺序和完整性，TCP能够提供这种保障。
电子邮件（如SMTP、IMAP）：邮件系统要求确保邮件内容完整并按照顺序传递，因此需要TCP的可靠性。
远程登录（如SSH、Telnet）：在远程登录时，用户的每个命令和输入都需要准确传递，并且顺序必须保证，因此TCP是理想的选择。
数据库应用：数据库的查询和更新操作必须保证数据的完整性和顺序，因此通常会使用TCP。
流量管理系统：在涉及大量数据交换且对数据正确性要求很高的系统（如支付系统、财务系统）中，使用TCP协议可以确保数据传输的可靠性。
UDP的适应场景
视频和音频流（如VoIP、在线视频）：视频和音频流传输需要低延迟，偶尔的丢包通常不会影响用户体验。因此UDP的快速传输和低延迟非常适合这类应用。
实时游戏：实时在线多人游戏需要快速的通信，UDP能有效降低延迟，即便偶尔丢包对游戏体验影响不大。
DNS查询：DNS查询通常非常简短且需要快速响应，因此使用UDP可以减少延迟，避免不必要的连接建立和管理。
广播和多播（如IP广播、多播视频流）：UDP支持广播和多播，适用于需要向多个接收者发送相同数据的场景，如直播和在线广播。
网络设备发现（如DHCP、NTP）：这些协议需要快速、低延迟的数据交换，即使有些丢包也能通过重发机制进行补偿，因此使用UDP。
传感器数据传输（如物联网设备）：传感器数据的实时传输通常要求延迟低，并且不要求100%可靠性，因此UDP可以减少开销。
7.TCP相比UDP为什么是可靠的？
1.确认和重传机制
建立连接时三次握手同步双方的“序列号+确认号+窗口大小信息”,是确认重传、流控的基础传输过程中，如果Checksum校验失败、丢包或延时，发送端重传。
2.数据排序
TCP有专门的序列号SN字段，可提供数据re-order
3. 流量控制
窗口和计时器的使用。TCP窗口中会指明双方能够发送接收的最大数据量
4. 拥塞控制
TCP的拥塞控制由4个核心算法组成。“慢启动"( Slow Start)、“拥塞避免"(Congestionavoidance)、“快速重传"( Fast Retransmit)、“快速恢复"( Fast Recovery)
以上就是TCP比UDP传输更可靠的原因。
8.什么是TCP拥塞控制？以及达到什么情况的时候开始减慢增长速度？
TCP拥塞控制是TCP协议用于管理网络拥塞的机制，旨在防止网络过载并确保公平的资源分配。其核心目标是通过动态调整发送速率，避免网络拥塞并维持高效的数据传输。
慢启动（Slow Start）：
初始阶段，发送方以指数方式增加发送速率，每收到一个ACK，拥塞窗口（cwnd）增加1个MSS。
当cwnd达到慢启动阈值（ssthresh）时，进入拥塞避免阶段。
拥塞避免（Congestion Avoidance）：
发送方以线性方式增加发送速率，每收到一个ACK，cwnd增加1/cwnd个MSS。
目标是逐步接近网络容量，避免突然引发拥塞。
快速重传（Fast Retransmit）：
当发送方收到3个重复ACK时，立即重传丢失的报文段，而不必等待超时。
快速恢复（Fast Recovery）：
在快速重传后，发送方将ssthresh设为当前cwnd的一半，并进入快速恢复阶段，cwnd逐渐增加。
减慢增长速度的情况
达到慢启动阈值（ssthresh）：
当cwnd达到ssthresh时，发送方从慢启动切换到拥塞避免，发送速率的增长从指数变为线性。
检测到丢包：
当发生丢包（超时或收到3个重复ACK），发送方会减少发送速率。具体操作包括：
超时：将ssthresh设为当前cwnd的一半，cwnd重置为1个MSS，重新进入慢启动。
收到3个重复ACK：将ssthresh设为当前cwnd的一半，cwnd减半，进入快速恢复。
9.画出OSI和TCP/IP协议栈的对应关系
OS 参考模型共有7层，从下到上分别为:物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层应用层
TCP/IP 模型大体分为四层:网络接口层、网际层、运输层、应用层
两者的对应关系为:
物理层+数据链路层 =>网络接口层
网络层 =>网际层
运输层 =>运输层
会话层 + 表示层 + 应用层 => 应用层
10.TCP/IP数据链路层的交互过程是怎么样的？
网络层等在数据链路层用MAC地址作为通信目标，数据包到达网络层等往数据链路层发送的时候，首先回去ARP缓存表去查找ip对应的MAC地址，如果查到了，就将此ip对应的MAC地址封装到链路层数据包的包头。如果缓存中没有找到，则会发起一个广播，who is ip xxx tell ip xxxx，所有收到广播的机器看到这个ip是不是自己的，如果是自己的，则以单播的形式将自己的mac地址回复给请求机器。
11.传递到IP层怎么知道报文该给哪个应用程序，他怎么区分UDP报文还是TCP报文
根据端口继续区分需接受的程序;
根据ip协议头中标识字段:UDP17、TCP 6
12.请你来介绍一下UDP的connect函数
UDP 的 connect 函数是一个容易被误解的功能，因为 UDP 本身是无连接的协议。
1. 核心作用：绑定远程端点
无连接协议的特殊操作
UDP 的 connect 并不建立类似 TCP 的“连接”（无握手过程），而是将套接字与一个固定的远程地址和端口绑定。后续的数据收发可省略地址参数，并启用一些特性优化。
功能对比
| 操作 | 未 connect 的 UDP 套接字 |
已 connect 的 UDP 套接字 |
|---|---|---|
| 发送数据 | 必须使用 sendto 指定目标地址 |
可直接使用 send/write |
| 接收数据 | 需用 recvfrom 获取来源地址 |
可用 recv/read，但仅接收绑定地址的数据 |
| 错误反馈 | 异步错误（如 ICMP）可能被丢弃 | 异步错误会传递给应用层（如 ECONNREFUSED） |
2. 核心机制
(1) 地址过滤
绑定后，套接字仅接收来自该远程地址的数据包，其他地址的数据会被内核丢弃。
示例：若绑定 192.168.1.100:8000，则仅处理该源地址的数据，避免无关数据干扰。
(2) 错误检测
未连接时：UDP 发送的数据报若因网络问题（如目标不可达）失败，系统可能不会通知应用层。
连接后：若发送失败（如路由错误、端口未监听），系统会通过 send/recv 返回错误（如 ECONNREFUSED），提升可靠性。
(3) 性能优化
减少系统调用开销：sendto 每次需在用户态和内核态之间传递目标地址，而 connect 后使用 send 省去这一步骤。
内核路由缓存：绑定远程地址后，内核可缓存路由信息，加速后续数据包的发送。
3. 高级行为
(1) 多次调用 connect
UDP 套接字可多次调用 connect，动态切换绑定的远程地址。
// 第一次绑定地址 A
connect(sockfd, &addr_A, sizeof(addr_A));
send(sockfd, buffer, len, 0); // 发送到 A
// 重新绑定地址 B
connect(sockfd, &addr_B, sizeof(addr_B));
send(sockfd, buffer, len, 0); // 发送到 B解除绑定：通过 connect(sockfd, AF_UNSPEC) 可清除之前的绑定，恢复为未连接状态。
(2) 与 sendmsg 的兼容性
即使调用了 connect，仍可使用 sendmsg 指定不同目标地址，临时覆盖绑定的地址。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
int main() {
int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
if (sockfd < 0) {
perror("socket() failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
struct sockaddr_in server_addr = {
.sin_family = AF_INET,
.sin_port = htons(8080),
.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100")
};
// 绑定远程地址
if (connect(sockfd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
perror("connect() failed");
close(sockfd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 发送数据（无需指定地址）
const char* msg = "Hello from connected UDP!";
ssize_t sent = send(sockfd, msg, strlen(msg), 0);
if (sent < 0) {
perror("send() failed");
close(sockfd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 接收数据（仅接收绑定地址的回复）
char buffer[1024];
ssize_t received = recv(sockfd, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (received < 0) {
if (errno == ECONNREFUSED) {
printf("目标地址拒绝连接！\n");
} else {
perror("recv() failed");
}
close(sockfd);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Received: %.*s\n", (int)received, buffer);
close(sockfd);
return 0;
}13.请说说你对TCP连接中的time_wait状态的理解
CP连接中的TIME_WAIT状态是一个非常重要的状态，它出现在主动关闭连接的一方。具体来说，当一方（通常是客户端）通过调用close()或shutdown()关闭连接时，它会进入TIME_WAIT状态，持续一段时间（通常为2倍的最大报文段生存时间，即2MSL，MSL通常为2分钟）
在TIME_WAIT状态下，虽然连接不再活跃，但是它仍会占用一定的系统资源（如端口）。这个状态会持续一段时间，之后连接才会彻底关闭，端口才能重新使用。
TIME_WAIT状态是为了确保连接的完整关闭，并防止数据包重叠或丢失，尽管它可能在一些场景下导致端口资源的暂时浪费。
14.为什么要设置time_wait?
保证数据传输的完整性：当连接被关闭后，仍有可能有数据在网络中延迟传输。TIME_WAIT状态确保即使数据包在连接关闭后仍然到达对方，它们也不会被误认为是新的连接的一部分。通过等待一定时间（2MSL），可以确保所有的数据包都被传输完毕，防止数据丢失。
避免端口号冲突：TCP连接在使用端口号时需要保证端口号的唯一性。如果在短时间内重新使用相同的端口号来建立新连接，可能会导致老的连接的数据包与新连接的数据包混淆。通过设置TIME_WAIT状态，系统可以确保在该时间段内不会有新的连接使用这个端口，从而避免这种端口复用的冲突。
保证正确的连接关闭顺序：TCP协议采用四次挥手（Four-Way Handshake）来关闭连接。在关闭连接的过程中，TIME_WAIT状态的存在确保双方在关闭连接时的序列号得到正确确认，避免双方对数据的最终确认出现问题。如果没有TIME_WAIT状态，可能会出现序列号混乱，导致连接关闭后仍有数据被误处理。
确保可靠的连接重用：如果没有TIME_WAIT状态，在短时间内，如果新的连接尝试使用相同的端口，可能会遇到延迟的、已关闭的连接数据包，从而引发错误的连接状态。TIME_WAIT确保先前连接的数据完全消失后，新连接才能完全建立。
15.请你说一说TCP的模型，状态转移
16.什么是OSI七层模型和TCP/IP四层模型？每层列举2个协议。
TCP/IP模型更简化，通常分为4层，用于描述互联网中的通信。
网络接口层（Network Interface Layer）：负责物理传输和链路层的功能。
协议：Ethernet、ARP（Address Resolution Protocol）
互联网层（Internet Layer）：负责数据包的路由、寻址。
协议：IP、ICMP
传输层（Transport Layer）：负责端到端的通信，保证数据的可靠传输。
协议：TCP、UDP
应用层（Application Layer）：负责提供网络应用服务。
协议：HTTP、FTP
17.典型网络模型，简单说说有哪些？
OSI七层模型：描述了网络协议的分层结构，强调了不同协议如何协同工作。
TCP/IP模型：更加实际和简化，广泛用于互联网，重点是实际的网络通信。
Client-Server模型：一种常见的网络架构模式，客户端发起请求，服务器处理请求并返回响应。
Peer-to-Peer（P2P）模型：每个节点（设备）在网络中既是客户端也是服务器，数据直接传输，通常用于文件共享等应用。
分布式模型：多台计算机协作执行任务，通常使用消息传递或共享资源来处理复杂任务。
18.搜索baidu，会用到计算机网络中的什么层，每层是干嘛的？
当你使用浏览器搜索百度时，涉及以下几层的协议和功能：
应用层：
协议：HTTP（HyperText Transfer Protocol）
作用：浏览器向百度发送HTTP请求，获取网页内容。
传输层：
协议：TCP（Transmission Control Protocol）
作用：确保数据可靠传输，建立与百度服务器的TCP连接，保证数据的完整性。
网络层：
协议：IP（Internet Protocol）
作用：根据目标IP地址，将数据包路由到百度的服务器。
网络接口层：
协议：Ethernet、ARP（Address Resolution Protocol）
作用：负责通过本地网络接口传输数据包，确保数据到达本地网络的网关，发送到互联网上的正确位置。