1、tcp和udp的区别？
(1) TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
(2) TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保 证可靠交付
(3) TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的
UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
(4) 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
(5) TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
(6) TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道。
2、udp调用connect有什么作用？
(1)、因为UDP可以是一对一，多对一，一对多，或者多对多的通信，所以每次调用sendto()/recvfrom()
时都必须指定目标IP和端口号。通过调用connect()建立一个端到端的连接，
就可以和TCP一样使用send()/recv()传递数据，而不需要每次都指定目标IP和端口号。
但是它和TCP不同的是它没有三次握手的过程。
(2)、还可以通过在建立连接的UDP套接字，再次调用connect()实现以下功能：
- a.指定新的IP地址和端口号
- b.断开连接
(3)、tcp只能调用一次connect()函数。
3、TCP的十一种状态？
(1) CLOSED： 初始状态，表示TCP连接是关闭或者未打开
(2) LISTEN： 表示服务端的某个socket处于监听状态，可以接受客户端的连接
(3) SYN_RCVD: 表示收到了SYN报文。这个状态基本上是服务器端收到SYN报文后的一个短暂的中间状态
，使用netart很难捕捉到。当再次收到客户端的ACK报文时，进入到ESTABLISHED的状态。
(4) SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD状态相呼应，客户端主动发起连接，调用connect函数时，发送SYN报文，
随即进入到SYN_SENT状态，并等待服务端的SYN报文。当接收到服务端的SYN报文后，回应ACK后，会
进入到 ESTABLISHED 的状态。
(5) ESTABLISHED: 表示TCP已经建立成功。
(6) FIN_WAIT_1 ：这个状态得好好解释一下，其实FIN_WAIT_1 和FIN_WAIT_2 两种状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。
而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，
向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET进入到FIN_WAIT_1 状态。而当对方回应ACK报文后，
则进入到FIN_WAIT_2 状态。当然在实际的正常情况下，无论对方处于任何种情况下，都应该马上回应ACK报文，
所以FIN_WAIT_1 状态一般是比较难见到的，而FIN_WAIT_2 状态有时仍可以用netstat看到
(7) FIN_WAIT_2：上面已经解释了这种状态的由来，实际上FIN_WAIT_2状态下的SOCKET表示半连接，即有一方调用close()主动要求关闭连接。
注意：FIN_WAIT_2 是没有超时的（不像TIME_WAIT 状态），这种状态下如果对方不关闭（不配合完成4次挥手过程），
那这个 FIN_WAIT_2 状态将一直保持到系统重启，越来越多的FIN_WAIT_2 状态会导致内核crash。
(8) TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并且已经发送了ACK。这个时候实际上已经没有了报文交互，那么TIME_WAIT状态
下的TCP连接会等待2*MSL，然后回到CLOSE状态。（Max Segment Lifetime，最大分段生存期，
指一个TCP报文在Internet上的最长生存时间。每个具体的TCP协议实现都必须选择一个确定的MSL值，
RFC 1122建议是2分钟，但BSD传统实现采用了30秒，Linux可以cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout看到本机的这个值）。
如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态
(9) CLOSING: CLOSING 状态表示一方发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。
什么情况下会出现此种情况呢？那就是当双方几乎在同时close()一个SOCKET的话，就出现了双方同时发送FIN报文的情况，
这是就会出现CLOSING 状态，表示双方都正在关闭SOCKET连接。
这种状态在实际情况中应该很少见，属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当一方发送FIN报文后，
按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。
(10) CLOSE_WAIT:表示正在等待关闭。怎么理解呢？当对方close()一个SOCKET后发送FIN报文给自己，你的系统毫无疑问地将会回应一个ACK报文给对方，
此时TCP连接则进入到CLOSE_WAIT状态。接下来呢，你需要检查自己是否还有数据要发送给对方，如果没有的话，
那你也就可以close()这个SOCKET并发送FIN报文给对方，即关闭自己到对方这个方向的连接。有数据的话则看程序的策略，
继续发送或丢弃。简单地说，当你处于CLOSE_WAIT 状态下，需要完成的事情是等待你去关闭连接。加入对方一直不回应ACK报文
，则socket会一直无法关闭。
(11) LAST_ACK: 当被动关闭的一方在发送FIN报文后，等待对方的ACK报文的时候，就处于LAST_ACK 状态。当收到对方的ACK报文后，也就可以进入到CLOSED 状态了。
4、socket服务端的实现，select和epoll的区别？
(1) select缺点: 1.最大并发数限制：使用32个整数的32位，即32*32=1024来标识fd，虽然可修改，但是有以下第二点的瓶颈； 2.效率低：每次都会线性扫描整个fd_set，集合越大速度越慢； 3.内核/用户空间内存拷贝问题。
(2) epoll的提升： 1.本身没有最大并发连接的限制，仅受系统中进程能打开的最大文件数目限制； 2.效率提升：只有活跃的socket才会主动的去调用callback函数； 3.省去不必要的内存拷贝：epoll通过内核与用户空间mmap同一块内存实现。
| select | poll | epoll | |
|---|---|---|---|
| 底层数据结构 | 数组存储文件描述符 | 链表存储文件描述符 | 红黑树存储监控的文件描述符，双链表存储就绪的文件描述符 |
| 如何从fd数据中获取就绪的fd | 遍历fd_set | 遍历链表 | 回调 |
| 时间复杂度 | 获得就绪的文件描述符需要遍历fd数组，O(n) | 获得就绪的文件描述符需要遍历fd链表，O(n) | 当有就绪事件时，系统注册的回调函数就会被调用，将就绪的fd放入到就绪链表中。O(1) |
| FD数据拷贝 | 每次调用select，需要将fd数据从用户空间拷贝到内核空间 | 每次调用poll，需要将fd数据从用户空间拷贝到内核空间 | 使用内存映射(mmap)，不需要从用户空间频繁拷贝fd数据到内核空间 |
| 最大连接数 | 有限制，一般为1024 | 无限制 | 无限制 |
- 应用场景 a. 连接数较少并且都很活跃,用select和poll效率更高 b. 连接数较多并且都不很活跃,使用epoll效率更高
6、大规模连接上来，并发模型怎么设计？(高并发网络模型)
(1) Linux的并发模型有三种，包括：多进程并发、多线程并发以及IO复用模型。
(2)多进程并发：accept返回成功时候，就为这一个连接fork一个进程，专门处理这个连接上的数据收发，等这个连接处理结束之后就结束这个进程
所线程并发：类似多进程方式，但是针对一个连接启动一个线程。
优点： 相对多进程方式，会节约一些资源，会更加高效一些。
缺点： 相对多进程方式，增加了编程的复杂度，因为需要考虑数据同步和锁保护。另外一个进程中不能启动太多的线程。
在Linux系统下线程在系统内部其实就是进程，线程调度按照进程调度的方式去执行的
Select+多线程：有一个线程专门用于监听端口，accept返回之后就把这个描述符放入 描述符集合 fd中，一个线程用select去轮训描述符集合，
在有数据的连接上接收数据，另外一个线程专门发送数据。当然也可以接收和发送用一个线程。
epoll方式：一个线程专门进行端口监听，accept接收到连接的时候，把该连接设置成非阻塞模式，
把 epoll事件设置成边缘触发方式，加入到epoll管理。接收线程阻塞在epoll的等待事件函数。另外一个线程专门用于数据发送。
# 7、 tcp结束连接怎么握手，time_wait状态是什么,为什么会有time_wait状态？哪一方会有time_wait状态，如何避免time_wait状态占用资源？ tcp通过四次挥手结束连接。
- TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并且已经发送了ACK。这个时候实际上已经没有了报文交互，那么TIME_WAIT状态
下的TCP连接会等待2*MSL，然后回到CLOSE状态。（Max Segment Lifetime，最大分段生存期，
指一个TCP报文在Internet上的最长生存时间。
每个具体的TCP协议实现都必须选择一个确定的MSL值，
RFC 1122建议是2分钟，但BSD传统实现采用了30秒，Linux可以cat /proc/sys/net/ipv4/tcp_fin_timeout看到本机的这个值）。
如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。 - TIME_WAIT状态是发起断连的一端存在的状态。
- TIME_WAIT状态存在的意义：
1、实现可靠的全双工连接：因为在最后一次发送ACK报本可能丢失，则对端可能会希望本端复位重发，导致错误产生。
2、允许老的重复的分段在网络上消失。
8、tcp头多少字节？哪些字段?
tcp头有20字节，包括选项时会增大，最大不超过60字节。包括：16位源端口号、16位目的端口号、32位的序号、32位确认号、4位头部长度
9、connect会阻塞，怎么解决?
connect调用的时候，当发起主动连接的时候，如果服务端关闭，则进程会被connect阻塞，等待较长时间返回。假如直接将connect直接定义为非阻塞的，则无法确定connect是否连接成功。
1．建立socket
2．将该socket设置为非阻塞模式
3．调用connect()
4．使用select()检查该socket描述符是否可写
5．根据select()返回的结果判断connect()结果
6．将socket设置为阻塞模式
10、keepalive 是什么？如何使用？
TCP协议中有长连接和短连接之分。短连接在数据包发送完毕后就会自己断开，长连接在发包完毕后，会在一定的时间内保持连接，即通常所说的
keepalive功能。
当tcp检测到对端socket不再可用时(不能发出探测包,或探测包没有收到ACK的响应包),select会返回socket可读,并且在recv时返回-1,
同时置上errno为ETIMEDOUT。此时TCP的状态是断开的。
