计算机网络

OSI七层模型

应用层 (Application):

网络服务与最终用户的一个接口。

协议有:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS

表示层(Presentation Layer):

数据的表示、安全、压缩。(在五层模型里面已经合并到了应用层)

格式有，JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等

会话层(Session Layer):

建立、管理、终止会话。(在五层模型里面已经合并到了应用层)

对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话

传输层 (Transport):

定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错效验。

协议有:TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层

网络层 (Network):

进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。

协议有:ICMP IGMP IP(IPV4 IPV6) ARP RARP

数据链路层 (Link):

建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错效验等功能。(由底层网络定义协议)

将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。

物理层(Physical Layer):

建立、维护、断开物理连接。(由底层网络定义协议)

TCP/IP（五层）

表示层：解决不同主机的通信的数据格式问题

会话层：建立和管理应用程序之间的通信（连接）（对下层的封装）方便用户使用，自动收发包报文

传输层：拆包组包 TCP：保证数据包的完整性和以及处理传输过程中可能发生的危险 UDP：发完就完了报文----拆分成---->包

网络层：路由和地址解析。选择适当的网络节点进行路由。包 ---->数据帧

数据链路层：控制对物理设备的访问规定数据如何在不同物理设备上进行传出并提供数据纠错功能。在不可靠的物理设备上提供可靠传输数据数据帧

物理层：定义通信的物理设备的规格。网线接口类型，光纤接口类型，传输速率等

因为Socket通信时候用到了IP和端口，仅这两个就表明了它用到了网络层和传输层；而且它无视多台电脑通信的系统差别，所以它涉及了表示层；一般Socket都是基于一个应用程序的，所以会涉及到会话层和应用层。

http和https

http的端口是80，https的端口是443，两个都是应用层协议，

https是架设在SSL/TLS上，并会使用到CA证书，http响应速度比https快，因为http使用了TCP三次握手建立连接，而https出了TCP的三个包还要加上SSL握手的九个包，一共十二个包。

工作流程是这样的：

当请求https网站时
会在服务器端产生公钥和私钥
然后将公钥返回给客户端
客户端验证是否合法，如果合法会产生一个随机key，不合法会响应https警告
将随机产生的key隐藏传输给服务器
服务器会使用私钥进行解密从而获取key值，并使用客户端提供的key去隐藏加密内容
然后将加密内容发送给客户端
客户端使用随机生产的key进行解密

TCP为什么是三次握手四次挥手

TCP协议在建立连接时需要进行三次握手，在释放连接时需要进行四次挥手，这是因为TCP协议的设计目标是保证可靠性，防止数据丢失或错误。

在三次握手的过程中，第一次握手是客户端向服务器发送SYN报文，服务器返回SYN+ACK报文，这样服务器就知道了客户端的接收能力和请求连接的意愿；第二次握手是服务器向客户端发送ACK报文，并确认客户端的请求，这样客户端就确认了服务器的接收能力和请求连接的意愿；第三次握手是客户端再次向服务器发送ACK报文，完成了三次握手，建立了连接。这样的设计能够确保双方都能够正确收发数据，从而保证数据传输的可靠性。

在四次挥手的过程中，第一次挥手是客户端发送FIN报文，表示要关闭连接，但客户端可能还有未发送完的数据，所以还需要等待服务器的ACK确认；第二次挥手是服务器发送ACK报文确认客户端的关闭请求，并告知客户端将进入CLOSE_WAIT状态；第三次挥手是服务器发送FIN报文，表示服务器也准备关闭连接，但可能还有未发送完的数据，所以还需要等待客户端的ACK确认；第四次挥手是客户端发送ACK报文确认服务器的关闭请求，表示双方都已关闭连接。这样的设计能够确保数据能够完整的传输，同时避免因为网络拥塞等原因导致数据包丢失。

综上所述，TCP协议采用三次握手和四次挥手的方式进行建立和释放连接，是为了确保数据传输的可靠性和安全性，从而保证数据的正确性。

TCP和UDP的主要特点

UDP的主要特点 UDP是无连接的，发送数据之前不需要建立连接，因此减少了开销和发送数据之前的时延。 UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态表。 UDP是面向报文的。UDP对应用层交下来的报文，既不合并也不拆分，而是保留这些报文的边界。UDP 一次交付一个完整的报文。 UDP没有拥塞控制，因此网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。很适合多媒体通信的要求。 UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。 UDP的首部开销小，只有8个字节，比TCP的20个字节的首部要短。

TCP是面向连接的运输层协议。

每一条TCP连接只能有两个端点(endpoint),每-条TCP连接只能是点对点的(一对一)。

TCP提供可靠交付的服务。

TCP提供全双工通信。

面向字节流

1.TCP中的"流”(stream)指的是流入或流出进程的字节序列。

2.“面向字节流” 的含义是:虽然应用程序和TCP的交互是一次一个数据块，但TCP把应用程序交下来的数据看成仅仅是一连串无结构的字节流。

为什么需要time_wait？

可靠的终止TCP连接
保证让迟来的TCP报文有足够的时间被识别并抛弃

具体来说：

网络情况不好的时候，如果主动方无TIME_WAIT等待，关闭前个连接后，主动方与被动方又建起新的TCP连接，这时被动方重传或者延时过来的fin包会直接影响新的TCP连接
同样网络情况不好并且无TIME_WAIT等待，关闭连接后无新连接，当接收到被动方重传或者延时的fin包，给被动方回一个RST包，可能会影响被动方其他的服务连接

Time_wait过多的危害

一个time_wait占用4k大小，过多的占用不少内存

在高并发短连接的TCP服务器上，当服务器处理完主动请求关闭连接，会有大量连接处于time_wait（超时等待）状态，服务器维护每一个连接需要一个socket，也就是每一个连接会占用一个文件描述符，而文件描述符的使用是有上限的，如果持续高并发，会导致一些正常的连接失败

解决方案是修改配置，使得服务器处于time_wait状态下能够被快速回收和重用。（我也没有具体操作过）配置文件：/etc/sysctl.conf；

有一个net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1表示开启TCP连接中TIME-WAIT socket的快速回收

DNS

域名系统（英文：Domain Name System，缩写：DNS）是互联网的一项服务。它作为将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。DNS使用TCP和UDP端口53。当前，对于每一级域名长度的限制是63个字符，域名总长度则不能超过253个字符。

DNS解析过程

客户端发送一个DNS请求，请问qq你的IP的什么啊，同时会在本地域名服务器(一般是网络服务是临近机房)打声招呼

本地收到请求以后，服务器会有个域名与IP的映射表。如果存在，则会告诉你，如果想访问qq，那么你就访问XX地址。不存在则会去问上级(根域服务器):"老铁，你能告诉我www.qq.com"的IP么

根DNS收到本地DNS请求后，发现是.com，"www.qq.com哟，这个由.com大哥管理，我马上给你它的顶级域名地址，你去问问它就好了"

这个时候，本地DNS跑去问顶级域名服务器，"老哥，能告诉下www.qq.com"的ip地址码",这些顶级域名负责二级域名比如qq.com

顶级域名回复："小本本记好，我给你www.qq.com区域的权威DNS服务器地址"，它会告诉你

本地DNS问权威DNS服务器："兄弟，能不能告诉我www.qq.com对应IP是啥"

权威DNS服务器查询后将响应的IP地址告诉了本地DNS，本地服务器将IP地址返回给客户端，从而建立连接。

状态码：

2xx （3种）

200 OK：表示从客户端发送给服务器的请求被正常处理并返回；

204 No Content：表示客户端发送给客户端的请求得到了成功处理，但在返回的响应报文中不含实体的主体部分（没有资源可以返回）；

206 Patial Content：表示客户端进行了范围请求，并且服务器成功执行了这部分的GET请求，响应报文中包含由Content-Range指定范围的实体内容。

3xx （5种）

301 Moved Permanently：永久性重定向，表示请求的资源被分配了新的URL，之后应使用更改的URL；

302 Found：临时性重定向，表示请求的资源被分配了新的URL，希望本次访问使用新的URL；

301与302的区别：前者是永久移动，后者是临时移动（之后可能还会更改URL）

303 See Other：表示请求的资源被分配了新的URL，应使用GET方法定向获取请求的资源；

302与303的区别：后者明确表示客户端应当采用GET方式获取资源

304 Not Modified：表示客户端发送附带条件（是指采用GET方法的请求报文中包含if-Match、If-Modified-Since、If-None-Match、If-Range、If-Unmodified-Since中任一首部）的请求时，服务器端允许访问资源，但是请求为满足条件的情况下返回改状态码；

307 Temporary Redirect：临时重定向，与303有着相同的含义，307会遵照浏览器标准不会从POST变成GET；（不同浏览器可能会出现不同的情况）；

4xx （4种）

400 Bad Request：表示请求报文中存在语法错误；

401 Unauthorized：未经许可，需要通过HTTP认证；

403 Forbidden：服务器拒绝该次访问（访问权限出现问题）

404 Not Found：表示服务器上无法找到请求的资源，除此之外，也可以在服务器拒绝请求但不想给拒绝原因时使用；

5xx （2种）

500 Inter Server Error：表示服务器在执行请求时发生了错误，也有可能是web应用存在的bug或某些临时的错误时；

503 Server Unavailable：表示服务器暂时处于超负载或正在进行停机维护，无法处理请求；

输入一条URL的变化过程

在浏览器中输入URL后，通常会经历以下几个步骤：

DNS解析：浏览器首先会解析URL中的域名部分，将域名转换为服务器IP地址。这个过程需要向DNS服务器发送请求进行域名解析，并缓存已解析的结果以提高速度。
建立TCP连接：浏览器会使用HTTP协议向服务器发出请求，建立TCP连接。在建立TCP连接时，需要进行三次握手来确保连接的可靠性。
发送HTTP请求：一旦TCP连接建立，浏览器就会向服务器发送HTTP请求，请求包括请求方法、路径、HTTP版本、请求头等信息。
服务器处理请求并返回HTTP响应：服务器收到请求后，会根据请求的内容进行处理，然后返回HTTP响应。响应包括状态行、响应头、响应内容等信息。
浏览器处理响应：浏览器收到响应后，会对响应进行处理，包括解析HTML代码、渲染页面、执行JavaScript脚本等等。其中，HTML代码被解析成DOM树，CSS代码被解析成CSSOM树，然后合并成Render树进行页面布局和绘制。
断开TCP连接：页面加载完毕后，浏览器会断开与服务器的TCP连接，释放资源。

以上是一个典型的HTTP请求过程，其中还包括一些细节和特殊情况的处理，比如HTTP缓存、HTTPS安全加密等等，不同场景下可能会有些差异。但总体来说，这个过程描述了浏览器访问网站的主流程。

【Java】面试常问知识点（计算机网络方面）