什么是TCP
TCP（传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，它完成第四层传输层所指定的功能。
TCP 协议的特点是：
面向连接：一定是「一对一」才能连接，不能像 UDP 协议可以一个主机同时向多个主机发送消息，也就是一对多是无法做到的。
可靠交付：无论的网络链路中出现了怎样的链路变化，TCP 都可以保证一个报文一定能够到达接收端。
面向字节流：也就是说仅仅把上层协议传递过来的数据当成字节传输。
我们主要来了解TCP的三次握手和四次挥手
TCP三次握手
网络上的传输是没有连接的， TCP 所谓的 “连接”，其实只不过是在通信的双方维护一个“连接状态”，让它看上去好像有连接一样 所以，TCP 的状态变换是非常重要的 。
TCP 连接的建立可以简单地称为三次握手，而连接的中止则可以称为四次挥手。
建立连接 TCP/IP 协议中， TCP 协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。
第一次握手：建立连接时，客户端发送 SYN 包到服务器，并进入 SYN_SEND 状态，等待服务器确认。
第二次握手：服务器收到 SYN 包，必须确认客户的 SYN ，同时自己也发送一个 SYN 包，即 SYN+ACK 包，此时服务器进入 SYN_RECV 状态。
第三次握手 ：客户端收到服务器的 SYN + ACK 包，向服务器发送确认包 ACK，此包发送完毕，客户端和服务器进入 ESTABLISHE 态。
完成 三次握手，客户端与服务器开始传送数据，也就是 ESTABLISHED 状态。
TCP的四次挥手
TCP的连接断开
TCP 一个特别的概念叫做半关闭，这个概念是说， TCP 的连接是全双工（可以同时发送和接收）连接，因此在关闭连接的时候，必须关闭传和送两个方向上的连接。
客户机给服务器 FIN 的 TCP 报文，然后服务器返回给客户端一个确认 ACK 报文，并且发送一个FIN 报文，当客户机回复 ACK 报文后（ 四次握手），连接就结束了。
为什么建连接要三次握手，断连接需要四次挥手？
对于建连接的三次握手，主要是要初始化 Sequence Number 的初始值。通信的双方要互相通知对方自己的初始化的 Sequence Numbe，所以叫 SYN 。
这个号要作为以后的数据通信的序号，以保证应用层接收到的数据不会因为网络上的传输问题而乱序（ TCP 会用这个序号来拼接数据）。
对于四次挥手，其实仔细看则是两次，因为 TCP 是全双工的，所以，发送方和接收方都需要 FIN 和 ACK。
只不过，有一方是被动的，所以看上去就成了所谓的四次挥手 。如果两边同时断连接，那就会就进入到 CLOSING 状态，接着就是TIME_WAIT 状态。
TCP连接数量的限制
最大TCP连接数量限制有：可用端口号数量、文件描述符数量、线程、内存、CPU等。每个TCP连接都需要以下资源，如图所示：
1、可用端口号限制
一台主机可以有多少端口号？端口号与TCP连接？是否能修改？端口号限制因素？
第一：端口号是16位的，所以总共有65535个，即可创建65535个TCP连接
第二：操作系统上端口号1024以下是系统保留的，从1024-65535是用户使用的。由于每个TCP连接都要占一个端口号，所以我们最多可以有60000多个并发连接。
第三：端口数可以修改。
//查看当前主机可用端口范围
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
1024 65000
修改：vim /etc/sysctl.conf，对这个文件进行修改，只需在sysctl.conf文件中添加一行记录即可。如：
//新增100个可用端口：60000~60099
net.ipv4.ip_local_port_range = 60000 60099
2、文件描述符限制
每建立一个TCP连接，操作系统就得分配一个文件描述符，linux 对可打开的文件描述符的数量分别作了三个方面的限制。分别是：
系统级：当前系统可打开的最大数量，通过 cat /proc/sys/fs/file-max 查看
用户级：指定用户可打开的最大数量，通过 cat /etc/security/limits.conf查看
进程级：单个进程可打开的最大数量，通过 cat /proc/sys/fs/nr_open查看
执行命令如下：
cat /proc/sys/fs/file-max
100000
cat /proc/sys/fs/nr_open
100000
[iot ~]$ cat /etc/security/limits.conf
…
- soft nproc 100000
- hard nproc 100000
修改： 可修改单个进程最大文件描述符限制
//修改单个进程可打开的最大文件描述符限制为100
echo 100 > /proc/sys/fs/nr_open
3、线程的限制
当服务器连接数达到 1 万且每个连接都需要消耗一个线程资源时，操作系统就会不停地忙于线程的上下文切换，最终导致系统崩溃。
传统的多线程并发模型：一个TCP连接就需要创建一个线程
I/O多路复用 ：一个线程可以管理多个 TCP 连接的资源
解决： 不使用传统的多线程并发模型，而采用I/O多路复用技术
4、内存的限制
TCP连接数过大可能会出现: ERROR: out of memory ,即内存溢出。
原因：每个TCP连接本身，以及这个连接所用到的缓冲区，都是需要占用一定内存的，现在内存已经被占满了，不够用了就会报这个错。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-765125.html
5、CPU的限制
每个TCP连接都是需要占用CPU资源的，若占用CPU资源过多，则会导致死机，用户啥也干不了，然后就重启了，TCP连接也就全没了。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-765125.html
到了这里，关于TCP基础概念了解的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
