【面试】计算机网络面试问题整理

计算机网络

本文章参考了GitHub上该仓库中的内容,同时也补充了我认为比较重要的内容。欢迎您的批评指正!


Get和Post区别

  1. 安全性:Get是不安全的,因为在传输过程中,数据被放在请求的URL中;Post的所有操作对于用户来说都是不可见的。
  2. 数据量:Get传送的数据量较小,这主要是因为受到URL长度限制;Post传送的数据量较大,一般被默认为不受限制。
  3. 数据集:Get限制Form表单的数据集的值必须为ASCII字符;而Post支持整个ISO10646字符集。
  4. 效率:Get执行效率比Post好。Get是form提交的默认方法。
  5. Get产生一个TCP数据包;Post产生两个TCP数据包。(非必然,客户端可灵活决定,Firefox就只发送一次)对于Post方法来说,浏览器先发送header,然后再发送data,两次包的TCP在验证数据包完整性上,有非常大的优点。

HTTP请求的完全过程

  1. 浏览器根据域名解析IP地址(DNS),并查DNS缓存
  2. 浏览器与WEB服务器建立一个TCP连接
  3. 浏览器给WEB服务器发送一个HTTP请求(GET/POST):一个HTTP请求报文由请求行(request line)、请求头部(headers)、空行(blank line)和请求数据(request body)4个部分组成。
  4. 服务端响应HTTP响应报文,报文由状态行(status line)、相应头部(headers)、空行(blank line)和响应数据(response body)4个部分组成。
  5. 浏览器解析渲染

计算机网络的五层模型

  1. 应用层:为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口 ,通过应用进程间的交互完成特定网络应用。应用层定义的是应用进程间通信和交互的规则。(HTTP,FTP,SMTP,RPC)
  2. 传输层:负责向两个主机中进程之间的通信提供通用数据服务。(TCP,UDP)
  3. 网络层:负责对数据包进行路由选择和存储转发。(IP,ICMP(ping命令))
  4. 数据链路层:两个相邻节点之间传送数据时,数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧,在两个相邻的链路上传送帧(frame)。每一帧包括数据和必要的控制信息。
  5. 物理层:物理层所传数据单位是比特(bit)。物理层要考虑用多大的电压代表1 或 0 ,以及接受方如何识别发送方所发送的比特。

TCP和UDP区别

  1. TCP面向连接,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。

TCP和UDP的优点

  • TCP的优点: 可靠,稳定。TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前,会有三次握手来建立连接,而且在数据传递时,有确认、窗口、重传、拥塞控制机制,在数据传完后,还会断开连接用来节约系统资源。
  • TCP的缺点: 慢,效率低,占用系统资源高,易被攻击 TCP在传递数据之前,要先建连接,这会消耗时间,而且在数据传递时,确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间,而且要在每台设备上维护所有的传输连接,事实上,每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且,因为TCP有确认机制、三次握手机制,这些也导致TCP容易被人利用,实现DOS、DDOS、CC等攻击。
  • UDP的优点: 快,比TCP稍安全.UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制,UDP是一个无状态的传输协议,所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制,UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的,比如:UDP Flood攻击……
  • UDP的缺点: 不可靠,不稳定。因为UDP没有TCP那些可靠的机制,在数据传递时,如果网络质量不好,就会很容易丢包。
  • 基于上面的优缺点,什么时候应该使用TCP: 当对网络通讯质量有要求的时候,比如:整个数据要准确无误的传递给对方,这往往用于一些要求可靠的应用,比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议,POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中,常见使用TCP协议的应用如下: 浏览器,用的HTTP FlashFXP,用的FTP Outlook,用的POP、SMTP Putty,用的Telnet、SSH QQ文件传输。
  • 什么时候应该使用UDP: 当对网络通讯质量要求不高的时候,要求网络通讯速度能尽量的快,这时就可以使用UDP。 比如,日常生活中,常见使用UDP协议的应用如下: QQ语音 QQ视频 TFTP。

三次握手

  1. 第一次握手:建立连接时,客户端发送syn包(syn=x)到服务器,并进入SYN_SENT状态,等待服务器确认;SYN:同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers)。
  2. 第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=x+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=y),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;
  3. 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(ack=y+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功)状态,完成三次握手。
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为什么不能两次握手

TCP是一个双向通信协议,通信双方都有能力发送信息,并接收响应。如果只是两次握手, 至多只有连接发起方的起始***能被确认, 另一方选择的***则得不到确认。

C:你能听得到我说话吗?
S:我听得到啊,你能不能听得到我说话?
C:我也听得到你啊。( established)
S:(established)


四次挥手

  1. 客户端进程发出连接释放报文,并且停止发送数据。释放数据报文首部,FIN=1,其***为seq=u(等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1),此时,客户端进入FIN-WAIT-1(终止等待1)状态。 TCP规定,FIN报文段即使不携带数据,也要消耗一个序号。
  2. 服务器收到连接释放报文,发出确认报文,ACK=1,ack=u+1,并且带上自己的***seq=v,此时,服务端就进入了CLOSE-WAIT(关闭等待)状态。TCP服务器通知高层的应用进程,客户端向服务器的方向就释放了,这时候处于半关闭状态,即客户端已经没有数据要发送了,但是服务器若发送数据,客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间,也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
  3. 客户端收到服务器的确认请求后,此时,客户端就进入FIN-WAIT-2(终止等待2)状态,等待服务器发送连接释放报文(在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据)。
  4. 服务器将最后的数据发送完毕后,就向客户端发送连接释放报文,FIN=1,ack=u+1,由于在半关闭状态,服务器很可能又发送了一些数据,假定此时的***为seq=w,此时,服务器就进入了LAST-ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。
  5. 客户端收到服务器的连接释放报文后,必须发出确认,ACK=1,ack=w+1,而自己的***是seq=u+1,此时,客户端就进入了TIME-WAIT(时间等待)状态。注意此时TCP连接还没有释放,必须经过2∗∗MSL(最长报文段寿命)的时间后,当客户端撤销相应的TCB后,才进入CLOSED状态。
  6. 服务器只要收到了客户端发出的确认,立即进入CLOSED状态。同样,撤销TCB后,就结束了这次的TCP连接。可以看到,服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么连接的时候是三次握手,关闭的时候却是四次握手

因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后,可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的,SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时,当Server端收到FIN报文时,很可能并不会立即关闭SOCKET,所以只能先回复一个ACK报文,告诉Client端,“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了,我才能发送FIN报文,因此不能一起发送。故需要四步握手。


请简单说一下你了解的端口及对应的服务

端口 服务
21 FTP(文件传输协议)
22 SSH
23 Telnet(远程登录)服务
25 SMTP(简单邮件传输协议)
53 DNS域名服务器
80 HTTP超文本传输协议
110 POP3邮件协议3
443 HTTPS
1080 Sockets
1521 Oracle数据库默认端口
3306 MySQL服务

有哪些私有地址

A类:10.0.0.0 - 10.255.255.255
B类:172.16.0.0 - 172.31.255.255
C类:192.168.0.0 - 192.168.255.255【面试】计算机网络面试问题整理


简单说下Socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。


DNS解析的过程

当一个用户在地址栏输入某个域名时,DNS解析有大致十个过程,如下:

  1. 浏览器先检查自身缓存中有没有被解析过的这个域名对应的ip地址,如果有,解析结束。同时域名被缓存的时间也可通过TTL属性来设置。
  2. 如果浏览器缓存中没有(专业点叫还没命中),浏览器会检查操作系统缓存中有没有对应的已解析过的结果。而操作系统也有一个域名解析的过程。在windows中可通过c盘里一个叫hosts的文件来设置,如果你在这里指定了一个域名对应的ip地址,那浏览器会首先使用这个ip地址。
  3. 但是这种操作系统级别的域名解析规程也被很多黑客利用,通过修改你的hosts文件里的内容把特定的域名解析到他指定的ip地址上,造成所谓的域名劫持。所以在windows7中将hosts文件设置成了readonly,防止被恶意篡改。
  4. 如果至此还没有命中域名,才会真正的请求本地域名服务器(LDNS)来解析这个域名,这台服务器一般在你的城市的某个角落,距离你不会很远,并且这台服务器的性能都很好,一般都会缓存域名解析结果,大约80%的域名解析到这里就完成了。
  5. 如果LDNS仍然没有命中,就直接跳到Root Server 域名服务器请求解析
  6. 根域名服务器返回给LDNS一个所查询域的主域名服务器(gTLD Server,国际顶尖域名服务器,如.com .cn .org等)地址
  7. 此时LDNS再发送请求给上一步返回的gTLD
  8. 接受请求的gTLD查找并返回这个域名对应的Name Server的地址,这个Name Server就是网站注册的域名服务器
  9. Name Server根据映射关系表找到目标ip,返回给LDNS
  10. LDNS缓存这个域名和对应的ip
  11. LDNS把解析的结果返回给用户,用户根据TTL值缓存到本地系统缓存中,域名解析过程至此结束