TCP、HTTP/HTTPS、FTP 解析 + 面试回答参考

TCP、HTTP/HTTPS、FTP 解析 + 面试回答参考

在后端开发、网络编程以及运维面试中，TCP 协议、HTTP/HTTPS、FTP 是高频考点。本文将从原理、流程、面试常问问题出发，帮你一次性搞懂这些核心知识点。

一、TCP 三次握手

1. 作用

建立可靠连接，确保双方收发数据的能力正常。

2. 流程

1. 第一次握手（客户端 → 服务端）

   • 发送 SYN=1，seq=x
   • 表示“我想建立连接，我的初始序列号是 x”。

2. 第二次握手（服务端 → 客户端）

   • 发送 SYN=1，ACK=1，ack=x+1，seq=y
   • 表示“我同意建立连接，我的初始序列号是 y，并确认你的序列号”。

3. 第三次握手（客户端 → 服务端）

   • 发送 ACK=1，ack=y+1
   • 表示“我确认你的序列号，连接建立成功”。

3. 为什么不是两次？

因为两次握手无法确保双方的收发能力都正常，可能出现“半连接”问题。

面试回答参考：

TCP 采用三次握手建立连接。第一次握手客户端发送 SYN 请求，第二次握手服务端返回 SYN+ACK 确认，第三次握手客户端发送 ACK 确认，至此连接建立。三次握手的目的是防止已失效的连接请求报文突然又传到服务器，引起资源浪费，同时确保双方的收发能力正常。

二、TCP 四次挥手

1. 作用

安全释放 TCP 连接，确保数据传输完整。

2. 流程

1. 第一次挥手（主动方 → 被动方）

   • 发送 FIN=1，表示“我没有数据发了，但还可以接收数据”。

2. 第二次挥手（被动方 → 主动方）

   • 发送 ACK=1，确认收到对方的 FIN。

3. 第三次挥手（被动方 → 主动方）

   • 数据发送完毕后，发送 FIN=1，表示“我也没有数据发了”。

4. 第四次挥手（主动方 → 被动方）

   • 发送 ACK=1，确认收到对方的 FIN，连接完全关闭。

3. 为什么是四次？

因为 TCP 是全双工的，关闭需要双方分别发送 FIN。

面试回答参考：

TCP 断开连接需要四次挥手。第一次挥手由主动方发送 FIN 请求关闭，第二次由被动方 ACK 确认，第三次被动方发送 FIN 请求关闭，第四次主动方 ACK 确认。四次的原因是 TCP 是全双工的，双方需要分别关闭自己的发送通道。

三、HTTP 与 HTTPS

1. HTTP

• 端口：80
• 特点：明文传输，无加密；无状态，需要 Cookie/Session 保存状态。

2. HTTPS

• 端口：443
• 特点：基于 SSL/TLS 加密的 HTTP；传输过程加密（对称 + 非对称加密 + 数字证书）。

3. HTTPS 握手流程

1. 客户端请求 HTTPS 连接。
2. 服务端发送数字证书（含公钥）。
3. 客户端验证证书，生成随机对称密钥，用公钥加密发送给服务端。
4. 后续通信使用对称加密，提高效率。

4. 区别对比

面试回答参考：

HTTP 是明文传输，默认端口 80；HTTPS 在 HTTP 基础上通过 SSL/TLS 加密数据，默认端口 443，能防止中间人攻击和数据窃听。虽然加密会带来一定性能开销，但能保证数据的机密性、完整性和身份验证。

四、FTP 协议

1. 作用

文件传输协议（File Transfer Protocol），在客户端与服务器之间传输文件。

2. 端口

• 控制连接（命令端口）：21
• 数据传输端口：20（主动模式）或随机高位端口（被动模式）

3. 模式

1. 主动模式 (Active Mode)

   • 客户端告诉服务器“我在 X 端口等你”，服务器主动连接客户端传输数据。
   • 缺点：可能被客户端防火墙拦截。

2. 被动模式 (Passive Mode)

   • 服务器告诉客户端“我在 Y 端口等你”，客户端主动连接服务器。
   • 常用于穿防火墙场景。

4. 缺点与改进

• FTP 明文传输用户名、密码、文件内容
• 可用 FTPS / SFTP 实现加密传输

面试回答参考：

FTP 用于文件传输，默认命令端口 21，数据端口 20（主动模式）或随机端口（被动模式）。主动模式下由服务器连接客户端，可能被防火墙阻止；被动模式下由客户端连接服务器，穿防火墙效果更好。FTP 传输是明文的，安全性低，可以使用 FTPS 或 SFTP 提升安全性。

五、总结

• TCP 三次握手：确保双方收发能力正常
• TCP 四次挥手：双方独立关闭连接
• HTTP vs HTTPS：加密、端口、性能、安全性
• FTP：文件传输、主动与被动模式、安全性提升方案