面试题-计算机网络

1. OSI与TCP/IP各层的结构与功能，都有哪些协议。

OSI七层模型
OSI中的层 功能 TCP/IP协议族
应用层 文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet
表示层 数据格式化，代码转换，数据加密 没有协议
会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议
传输层 提供端对端的接口 TCP，UDP
网络层 为数据包选择路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

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TCP/IP五层模型的协议
应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层
物理层：中继器、集线器、还有我们通常说的双绞线也工作在物理层
数据链路层：网桥（现已很少使用）、以太网交换机（二层交换机）、网卡（其实网卡是一半工作在物理层、一半工作在数据链路层）
网络层：路由器、三层交换机
传输层：四层交换机、也有工作在四层的路由器

2. TCP与UDP的区别。

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
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
Tcp通过校验和，重传控制，序号标识，滑动窗口、确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。
UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
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
TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少。

UDP优点：

UDP以其简单、传输快的优势，在越来越多场景下取代了TCP,如实时游戏。
（1）网速的提升给UDP的稳定性提供可靠网络保障，丢包率很低，如果使用应用层重传，能够确保传输的可靠性。
（2）TCP为了实现网络通信的可靠性，使用了复杂的拥塞控制算法，建立了繁琐的握手过程，由于TCP内置的系统协议栈中，极难对其进行改进。
采用TCP，一旦发生丢包，TCP会将后续的包缓存起来，等前面的包重传并接收到后再继续发送，延时会越来越大，基于UDP对实时性要求较为严格的情况下，采用自定义重传机制，能够把丢包产生的延迟降到最低，尽量减少网络问题对游戏性造成影响。

3. TCP报文结构。

4. TCP的三次握手与四次挥手过程，各个状态名称与含义，TIMEWAIT的作用。

三次握手
第一次握手：主机A发送位码为syn＝1,随机产生seq number=10001的数据包到服务器，主机B由SYN=1知道，A要求建立联机，此时状态为SYN_SENT；

第二次握手：主机B收到请求后要确认联机信息，向A发送ack number=(主机A的seq+1),syn=1,ack=1,随机产生seq=20001的包，此时状态由LISTEN变为SYN_RECV；

第三次握手：主机A收到后检查ack number是否正确，即第一次发送的seq number+1,以及位码ack是否为1，若正确，主机A会再发送ack number=(主机B的seq+1),ack=1，主机B收到后确认seq值与ack=1则连接建立成功，双方状态ESTABLISHED。

各个状态名称与含义

CLOSED: 这个没什么好说的了，表示初始状态。
LISTEN: 这个也是非常容易理解的一个状态，表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接了。
SYN_RECV: 这个状态表示接受到了SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂，基本 上用netstat你是很难看到这种状态的，除非你特意写了一个客户端测试程序，故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态 时，当收到客户端的ACK报文后，它会进入到ESTABLISHED状态。
SYN_SENT: 这个状态与SYN_RECV遥想呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，因此也随即它会进入到了SYN_SENT状 态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。
ESTABLISHED：这个容易理解了，表示连接已经建立了。

四次挥手：

为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？
这 是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET当收到SYN报文的建连请求后，它可以把ACK和SYN（ACK起应答作用，而SYN起同步作用）放在一 个报文里来发送。但关闭连接时，当收到对方的FIN报文通知时，它仅仅表示对方没有数据发送给你了；但未必你所有的数据都全部发送给对方了，所以你可以未 必会马上会关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后，再发送FIN报文给对方来表示你同意现在可以关闭连接了，所以它这里的ACK报文 和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

为什么TIME_WAIT状态还需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态？
因为虽然双方都同意关闭连接了，而且握手的4个报文也都发送完毕，按理可以直接回到CLOSED 状态(就好比从SYN_SENT 状态到ESTABLISH 状态那样)，但是我们必须假想网络是不可靠的，你无法保证你(客户端)最后发送的ACK报文一定会被对方收到，就是说对方处于LAST_ACK 状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文，而重发FIN报文，所以这个TIME_WAIT 状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文。

5. TCP拥塞控制。

AIMD(加法增大乘法减小)，快重传（连续三个ack），快恢复

一般原理：发生拥塞控制的原因：资源(带宽、交换节点的缓存、处理机)的需求>可用资源。

作用：拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或者链路不至于过载。拥塞控制要做的都有一个前提：就是网络能够承受现有的网络负荷。

对比流量控制：拥塞控制是一个全局的过程，涉及到所有的主机、路由器、以及降低网络相关的所有因素。流量控制往往指点对点通信量的控制。是端对端的问题。

拥塞窗口：发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口，拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度。发送方让自己的发送窗口=拥塞窗口，但是发送窗口不是一直等于拥塞窗口的，在网络情况好的时候，拥塞窗口不断的增加，发送方的窗口自然也随着增加，但是接受方的接受能力有限，在发送方的窗口达到某个大小时就不在发生变化了。

拥塞避免：为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞，所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量（我也不知道这个到底是什么，就认为他是一个拥塞控制的标识）,它的用法：

               1. 当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法，

               2. 当cwnd > ssthresh,使用拥塞控制算法，停用慢启动算法。

               3. 当cwnd = ssthresh，这两个算法都可以。

http://blog.csdn.net/jtracydy/article/details/52366461

6. TCP滑动窗口与回退N针协议。
http://blog.csdn.net/weijinqian0/article/details/52315150
滑动窗口：
1.发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口。
2.三次握手的时候，客户端把自己的缓冲区大小也就是窗口大小发送给服务器，服务器回应是也将窗口大小发送给客户端，服务器客户端都知道了彼此的窗口大小。
3.比如主机A的发送窗口大小为5，主机A可以向主机B发送5个单元，如果B缓冲区满了，A就要等待B确认才能继续发送数据。
4.如果缓冲区中有1个报文被进程读取，主机B就会回复ACK给主机A，接收窗口向前滑动，报文中窗口大小为1，就说明A还可以发送1个单元的数据，发送窗口向前滑动，之后等待主机B的确认报文。
只有接收窗口向前滑动并发送了确认时，发送窗口才能向前滑动。

停等协议，GBN协议，选择重传协议

7. Http的报文结构。

8. Http的状态码含义。
http://tool.oschina.net/commons?type=5
200ok
304未改变
404not found

9. Http request的几种类型。

OPTIONS：返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方法。也可以利用向Web服务器发送’*’的请求来测试服务器的功能性。
HEAD：向服务器索要与GET请求相一致的响应，只不过响应体将不会被返回。这一方法可以在不必传输整个响应内容的情况下，就可以获取包含在响应消息头中的元信息。
GET：向特定的资源发出请求。
POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的创建和/或已有资源的修改。
PUT：向指定资源位置上传其最新内容。
DELETE：请求服务器删除Request-URI所标识的资源。
TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。

10. Http1.1和Http1.0的区别

1，HTTP/1.0协议使用非持久连接,即在非持久连接下,一个tcp连接只传输一个Web对象,；
2，HTTP/1.1默认使用持久连接(然而,HTTP/1.1协议的客户机和服务器可以配置成使用非持久连接)。
在持久连接下,不必为每个Web对象的传送建立一个新的连接,一个连接中可以传输多个对象

11. Http怎么处理长连接。
基于http协议的长连接

在HTTP1.0和HTTP1.1协议中都有对长连接的支持。其中HTTP1.0需要在request中增加”Connection： keep-alive“ header才能够支持，而HTTP1.1默认支持.

http1.0请求与服务端的交互过程:

（1）客户端发出带有包含一个header：”Connection： keep-alive“的请求

（2）服务端接收到这个请求后,根据http1.0和”Connection： keep-alive“判断出这是一个长连接,就会在response的header中也增加”Connection： keep-alive“，同时不会关闭已建立的tcp连接.

（3）客户端收到服务端的response后,发现其中包含”Connection： keep-alive“，就认为是一个长连接，不关闭这个连接。并用该连接再发送request.转到（1）

http1.1请求与服务端的交互过程:

（1）客户端发出http1.1的请求

（2）服务端收到http1.1后就认为这是一个长连接,会在返回的response设置Connection： keep-alive,同时不会关闭已建立的连接.

（3）客户端收到服务端的response后,发现其中包含”Connection： keep-alive“，就认为是一个长连接，不关闭这个连接。并用该连接再发送request.转到（1）

基于http协议的长连接减少了请求,减少了建立连接的时间,但是每次交互都是由客户端发起的,客户端发送消息,服务端才能返回客户端消息。因为客户端也不知道服务端什么时候会把结果准备好，所以客户端的很多请求是多余的,仅是维持一个心跳,浪费了带宽。

12. Cookie与Session的作用于原理。
Cookie:
Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器。服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。

Session:
Session是服务器端使用的一种记录客户端状态的机制，使用上比Cookie简单一些，相应的也增加了服务器的存储压力。Session技术则是服务端的解决方案，它是通过服务器来保持状态的。可以对生成的 Session 设置过期时间，如果不设置过期时间，默认的 Session 过期时间是30 分钟（在不同的服务器中，它的过期时间略有不同，本文是以 Tomcat 来说的） 但是，Sesssion 的生成的同时，会生成一个与之相关联的的 SessionID ，此 SessionID的存储是需要 Cookie 来完成的。 SessionID 是以名称为 JSESSIONID，其值应该是一个既不会重复，又不容易被找到规律以仿造的字符串。SessionID会随着此次 Http 响应，一并返回到客户端，并保存在客户端中。到当前请求再次发出后，该 SessionID会随着 Http 头部，传到服务器中，服务器依据当前 SessionID 得到与之对应的 Session.

1. 电脑*问一个网页，整个过程是怎么样的：DNS、HTTP、TCP、OSPF、IP、ARP。

2. Ping的整个过程。ICMP报文是什么。

相同网段：

主机A要去Ping主机B， 主机A会封装两层报文，主机A先检查自己MAC地址中是否有B的MAC地址，如果没有就向外发送一个ARP广播包
交换机收到这个ARP后，会检查在交换机中是否包含B的MAC地址，如果有就直接返回给A；如果没有就向所有端口发送ARP，该网段的主机的MAC如果与B的MAC地址不同就丢弃，如果主机B收到了该ARP就马上返回相同格式的ARP
这时主机A已经有了B的MAC地址，就把B的MAC地址封装到ICMP报中，向主机B发送一个回显请求
主机B收到该报文后，知道是主机A的一个回显请求，就会返回一个相同格式的报文。这样就完成了同一个网段的Ping的过程

为了提高IP数据报交付成功机会，在网络层使用过了网际控制报文协议（ICMP）来允许主机或路由器报告差错和异常情况。ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报首部，组成IP数据报发出去。ICMP协议是IP层协议。

1. C/S模式下使用socket通信，几个关键函数。
   socket()，connect()，bind()，listen()，accept()，write()，read()

2. IP地址分类。
   netID hostID
   A 0(8位） (24)
   B 10(16) (16)
   C 110(24) (8)
   D 1110
   E 1111

3. 路由器与交换机区别。
   交换机（又名交换式集线器）作用可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。而路由器与交换机有明显区别，它的作用在于连接不同的网段并且找到网络中数据传输最合适的路径 ，可以说一般情况下个人用户需求不大。

13.http2.0和1.1区别
与HTTP 1.1相比，主要区别包括
HTTP/2采用二进制格式而非文本格式
HTTP/2是完全多路复用的，而非有序并阻塞的——只需一个连接即可实现并行
使用报头压缩，HTTP/2降低了开销
HTTP/2让服务器可以将响应主动“推送”到客户端缓存中