计算机网络（持续更新中...）

1.说下计算机网络体系结构

计算机网络体系结构，一般有三种：OSI 七层模型、TCP/IP 四层模型、五层结构。

 简单说，OSI 是一个理论上的网络通信模型，TCP/IP 是实际上的网络通信模型，五层结构就是为了介绍网络原理而折中的网络通信模型 

OSI 七层模型

OSI 七层模型是国际标准化组织（International Organization for Standardization）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。

• 应用层：通过应用进程之间的交互来完成特定网络应用，应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则，常见的协议有：HTTP FTP  SMTP SNMP DNS.
• 表示层：数据的表示、安全、压缩。确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。
• 会话层：建立、管理、终止会话，是用户应用程序和网络之间的接口。
• 运输层：提供源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信。
• 网络层：将网络地址翻译成对应的物理地址，实现不同网络之间的路径选择, 协议有 ICMP IGMP IP 等.
• 数据链路层：在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路。
• 物理层：建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP 四层模型

• 应用层：对应于 OSI 参考模型的（应用层、表示层、会话层）。
• 传输层: 对应 OSI 的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。
• 网际层：对应于 OSI 参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。
• 网络接口层：与 OSI 参考模型的数据链路层、物理层对应。

五层体系结构

• 应用层：对应于 OSI 参考模型的（应用层、表示层、会话层）。
• 传输层：对应 OSI 参考模型的的传输层
• 网络层：对应 OSI 参考模型的的网络层
• 数据链路层：对应 OSI 参考模型的的数据链路层
• 物理层：对应 OSI 参考模型的的物理层。

2.说一下每一层对应的网络协议有哪些？

3.那么数据在各层之间是怎么传输的呢？

对于发送方而言，从上层到下层层层包装，对于接收方而言，从下层到上层，层层解开包装。

• 发送方的应用进程向接收方的应用进程传送数据
• AP 先将数据交给本主机的应用层，应用层加上本层的控制信息 H5 就变成了下一层的数据单元
• 传输层收到这个数据单元后，加上本层的控制信息 H4，再交给网络层，成为网络层的数据单元
• 到了数据链路层，控制信息被分成两部分，分别加到本层数据单元的首部（H2）和尾部（T2）
• 最后的物理层，进行比特流的传输

4.从浏览器地址栏输入 url 到显示主页的过程？

这道题，大概的过程比较简单，但是有很多点可以细挖：DNS 解析、TCP 三次握手、HTTP 报文格式、TCP 四次挥手等等。

1. DNS 解析：将域名解析成对应的 IP 地址。
2. TCP 连接：与服务器通过三次握手，建立 TCP 连接
3. 向服务器发送 HTTP 请求
4. 服务器处理请求，返回 HTTp 响应
5. 浏览器解析并渲染页面
6. 断开连接：TCP 四次挥手，连接结束

我们以输入 www.baidu.comopen in new window 为例：

各层使用了哪些协议

4、说说有哪些安全攻击？

两种：主动攻击和被动攻击。

• 被动攻击：是指攻击者从网络上窃听他人的通信内容，通常把这类攻击称为截获，被动攻击主要有两种形式：消息内容泄露攻击和流量分析攻击。由于攻击者没有修改数据，使得这种攻击很难被检测到。

• 主动攻击：直接对现有的数据和服务造成影响，常见的主动攻击类型有：

1. 篡改：攻击者故意篡改网络上送的报文，甚至把完全伪造的报文传送给接收方。
2. 恶意程序：恶意程序种类繁多，包括计算机病毒、计算机蠕虫、特洛伊木马、后门入侵、流氓软件等等。
3. 拒绝服务 Dos：攻击者向服务器不停地发送分组，使服务器无法提供正常服务。

5、DNS 劫持了解吗？

DNS 劫持即域名劫持，是通过将原域名对应的 IP 地址进行替换，从而使用户访问到错误的网站，或者使用户无法正常访问网站的一种攻击方式。

域名劫持往往只能在特定的网络范围内进行，范围外的 DNS 服务器能够返回正常的 IP 地址。攻击者可以冒充原域名所属机构，通过电子邮件的方式修改组织机构的域名注册信息，或者将域名转让给其它主持，并将新的域名信息保存在所指定的 DNS 服务器中，从而使用户无法对原域名来进行解析以访问目标地址。

DNS 劫持的步骤是什么样的？

1. 获取要劫持的域名信息：攻击者会首先访问域名查询要劫持的站点的域名信息。
2. 控制域名响应的 E-Mail 账号：在获取到域名信息后，攻击者通过暴力破解或者专门的方法破解公司注册域名时使用的 E-mail 账号所对应的密码，更高级的攻击者甚至能够直接对 E-Mail 进行信息窃取。
3. 修改注册信息：当攻击者破解了 E-Mail 后，会利用相关的更改功能修改该域名的注册信息，包括域名拥有者信息，DNS 服务器信息等。
4. 使用 E-Mail 收发确认函：在修改完注册信息后，攻击者 E-Mail 在真正拥有者之前收到修改域名注册信息的相关确认信息，并回复确认修改文件，待网络公司恢复已成功修改信件后，攻击者便成功完成 DNS 劫持。

怎么应对 DNS 劫持？

• 直接通过 IP 地址访问网站，避开 DNS 劫持
• 由于域名劫持往往只能在特定的网络范围内进行，因此一些高级用户可以通过网络设置让 DNS 指向正常的域名服务器以实现对目标网址的正常访问，例如计算机首选 DNS 服务器的地址固定为 8.8.8.8

6.什么是 CSRF 攻击？如何避免？

什么是 CSRF 攻击？

CSRF，跨站请求伪造（英文全称是 Cross-site request forgery），是一种挟持用户在当前已登录的 Web 应用程序上执行非本意的操作的攻击方法。

CSRF 是如何攻击的呢？

1. 用户登陆银行，没有退出，浏览器包含了 用户 在银行的身份认证信息。
2. 攻击者将伪造的转账请求，包含在在帖子
3. 用户在银行网站保持登陆的情况下，浏览帖子
4. 将伪造的转账请求连同身份认证信息，发送到银行网站
5. 银行网站看到身份认证信息，以为就是 用户的合法操作，最后造成用户资金损失

怎么应对 CSRF 攻击呢？

• 检查 Referer 字段

HTTP 头中的 Referer 字段记录了该 HTTP 请求的来源地址。在通常情况下，访问一个安全受限页面的请求来自于同一个网站，而如果黑客要对其实施 CSRF 攻击，他一般只能在他自己的网站构造请求。因此，可以通过验证 Referer 值来防御 CSRF 攻击。

• 添加校验 token

以在 HTTP 请求中以参数的形式加入一个随机产生的 token，并在服务器端建立一个拦截器来验证这个 token，如果请求中没有 token 或者 token 内容不正确，则认为可能是 CSRF 攻击而拒绝该请求。

• 敏感操作多重校验

对一些敏感的操作，除了需要校验用户的认证信息，还可以通过邮箱确认、验证码确认这样的方式多重校验。

7.什么是 XSS 攻击，如何避免?

XSS 攻击也是比较常见，XSS，叫跨站脚本攻击（Cross-Site Scripting），因为会与层叠样式表 (Cascading Style Sheets, CSS) 的缩写混淆，因此有人将跨站脚本攻击缩写为 XSS。它指的是恶意攻击者往 Web 页面里插入恶意 html 代码，当用户浏览网页的时候，嵌入其中 Web 里面的 html 代码会被执行，从而达到恶意攻击用户的特殊目的。

XSS 攻击一般分三种类型：存储型 、反射型 、DOM 型 XSS

XSS 是如何攻击的呢？

简单说，XSS 的攻击方式就是想办法“教唆”用户的浏览器去执行一些这个网页中原本不存在的前端代码。

拿反射型举个例子吧，流程图如下：

1. 攻击者构造出特殊的 URL，其中包含恶意代码。
2. 用户打开带有恶意代码的 URL 时，访问正常网站服务器
3. 网站服务端将恶意代码从 URL 中取出，拼接在 HTML 中返回给浏览器。
4. 用户浏览器接收到响应后解析执行，混在其中的恶意代码也被执行，请求恶意服务器，发送用户数据
5. 攻击者就可以窃取用户的数据，以此冒充用户的行为，调用目标网站接口执行攻击者指定的操作

如何应对 XSS 攻击？

• 对输入进行过滤，过滤标签等，只允许合法值。
• HTML 转义
• 对于链接跳转，如<a href="xxx" 等，要校验内容，禁止以 script 开头的非法链接。
• 限制输入长度

8.什么是 DoS、DDoS、DRDoS 攻击？

• DOS: (Denial of Service), 翻译过来就是拒绝服务, 一切能引起拒绝 行为的攻击都被称为 DOS 攻击。最常见的 DoS 攻击就有计算机网络宽带攻击、连通性攻击。
• DDoS: (Distributed Denial of Service)，翻译过来是分布式拒绝服务。是指处于不同位置的多个攻击者同时向一个或几个目标发动攻击，或者一个攻击者控制了位于不同位置的多台机器，并利用这些机器对受害者同时实施攻击。

主要形式有流量攻击和资源耗尽攻击，常见的 DDoS 攻击有：SYN Flood、Ping of Death、ACK Flood、UDP Flood 等。

• DRDoS: (Distributed Reflection Denial of Service)，中文是分布式反射拒绝服务，该方式靠的是发送大量带有被害者 IP 地址的数据包给攻击主机，然后攻击主机对 IP 地址源做出大量回应，从而形成拒绝服务攻击。

如何防范 DDoS?

针对 DDoS 中的流量攻击，最直接的方法是增加带宽，理论上只要带宽大于攻击流量就可以了，但是这种方法成本非常高。在有充足带宽的前提下，我们应该尽量提升路由器、网卡、交换机等硬件设施的配置。

针对资源耗尽攻击，我们可以升级主机服务器硬件，在网络带宽得到保证的前提下，使得服务器能够有效对抗海量的 SYN 攻击包。我们也可以安装专业的抗 DDoS 防火墙，从而对抗 SYN Flood 等流量型攻击。瓷碗，负载均衡，CDN 等技术都能有效对抗 DDos 攻击。

9.对称加密与非对称加密有什么区别？

对称加密：指加密和解密使用同一密钥，优点是运算速度较快，缺点是如何安全将密钥传输给另一方。常见的对称加密算法有：DES、AES 等。

非对称加密：指的是加密和解密使用不同的密钥（即公钥和私钥）。公钥与私钥是成对存在的，如果用公钥对数据进行加密，只有对应的私钥才能解密。常见的非对称加密算法有 RSA。

 RSA 和 AES 算法有什么区别？

• RSA

采用非对称加密的方式，采用公钥进行加密，私钥解密的形式。其私钥长度一般较长，由于需要大数的乘幂求模等运算，其运算速度较慢，不合适大量数据文件加密。

• AES

采用对称加密的方式，其秘钥长度最长只有 256 个比特，加密和解密速度较快，易于硬件实现。由于是对称加密，通信双方在进行数据传输前需要获知加密密钥。

10、IP 协议的定义和作用？

IP 协议是什么？

IP 协议（Internet Protocol）又被称为互联网协议，是支持网间互联的数据包协议，工作在网际层，主要目的就是为了提高网络的可扩展性。

通过网际协议 IP，可以把参与互联的，性能各异的网络看作一个统一的网络。

和传输层 TCP 相比，IP 协议是一种无连接/不可靠、尽力而为的数据包传输服务，和 TCP 协议一起构成了 TCP/IP 协议的核心。

IP 协议有哪些作用？

IP 协议主要有以下几个作用：

• 寻址和路由：在 IP 数据报中携带源 IP 地址和目的 IP 地址来表示该数据包的源主机和目标主机。IP 数据报在传输过程中，每个中间节点（IP 网关、路由器）只根据网络地址来进行转发，如果中间节点是路由器，则路由器会根据路由表选择合适的路径。IP 协议根据路由选择协议提供的路由信息对 IP 数据报进行转发，直至目标主机。
• 分段和重组：IP 数据报在传输过程中可能会经过不同的网络，在不同的网络中数据报的最大长度限制是不同的，IP 协议通过给每个 IP 数据报分配一个标识符以及分段与组装的相关信息，使得数据报在不同的网络中能够被传输，被分段后的 IP 数据报可以独立地在网络中进行转发，在达到目标主机后由目标主机完成重组工作，恢复出原来的 IP 数据报。

传输层协议和网络层协议有什么区别？

网络层协议负责提供主机间的逻辑通信；传输层协议负责提供进程间的逻辑通信

11、IP 地址有哪些分类？

一个 IP 地址在这鞥个互联网范围内是惟一的，一般可以这么认为，IP 地址 = {<网络号>，<主机号>}。

1. 网络号：它标志主机所连接的网络地址表示属于互联网的哪一个网络。
2. 主机号：它标志主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。

IP 地址分为 A，B，C，D，E 五大类：

• A 类地址 (1~126)：以 0 开头，网络号占前 8 位，主机号占后面 24 位。
• B 类地址 (128~191)：以 10 开头，网络号占前 16 位，主机号占后面 16 位。
• C 类地址 (192~223)：以 110 开头，网络号占前 24 位，主机号占后面 8 位。
• D 类地址 (224~239)：以 1110 开头，保留为多播地址。
• E 类地址 (240~255)：以 1111 开头，保留位为将来使用

 

15、IPV4 地址不够如何解决？

我们知道，IP 地址有 32 位，可以标记 2 的 32 次方个地址，听起来很多，但是全球的网络设备数量已经远远超过这个数字，所以 IPV4 地址已经不够用了，那怎么解决呢？

• DHCP：动态主机配置协议，动态分配 IP 地址，只给接入网络的设备分配 IP 地址，因此同一个 MAC 地址的设备，每次接入互联网时，得到的 IP 地址不一定是相同的，该协议使得空闲的 IP 地址可以得到充分利用。
• CIDR：无类别域间路由。CIDR 消除了传统的 A 类、B 类、C 类地址以及划分子网的概念，因而更加有效地分配 IPv4 的地址空间，但无法从根本上解决地址耗尽的问题。
• NAT：网络地址转换协议，我们知道属于不同局域网的主机可以使用相同的 IP 地址，从而一定程度上缓解了 IP 资源枯竭的问题，然而主机在局域网中使用的 IP 地址是不能在公网中使用的，当局域网主机想要与公网主机进行通信时，NAT 方法可以将该主机 IP 地址转换为全球 IP 地址。该协议能够有效解决 IP 地址不足的问题。
• IPv6：作为接替 IPv4 的下一代互联网协议，其可以实现 2 的 128 次方个地址，而这个数量级，即使给地球上每一粒沙子都分配一个 IP 地址也够用，该协议能够从根本上解决 IPv4 地址不够用的问题。

为什么有了 IP 地址还需要 MAC 地址？ 

• 只有当设备连入网络时，才能根据他进入了哪个子网来为其分配 IP 地址，在设备还没有 IP 地址的时候，或者在分配 IP 的过程中。我们需要 MAC 地址来区分不同的设备。
• IP 地址可以比作为地址，MAC 地址为收件人，在一次通信过程中，两者是缺一不可的。

说下 ARP 协议的工作过程？ 

 ARP 协议，Address Resolution Protocol，地址解析协议，它是用于实现 IP 地址到 MAC 地址的映射。

1. 首先，每台主机都会在自己的 ARP 缓冲区中建立一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址的对应关系。
2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己的 ARP 列表，是否存在该 IP 地址对应的 MAC 地址；如果有﹐就直接将数据包发送到这个 MAC 地址；如果没有，就向本地网段发起一个 ARP 请求的广播包，查询此目的主机对应的 MAC 地址。此 ARP 请求的数据包里，包括源主机的 IP 地址、硬件地址、以及目的主机的 IP 地址。
3. 网络中所有的主机收到这个 ARP 请求后，会检查数据包中的目的 IP 是否和自己的 IP 地址一致。如果不相同，就会忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的 MAC 地址和 IP 地址添加到自己的 ARP 列表中，如果 ARP 表中已经存在该 IP 的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP 响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的 MAC 地址。
4. 源主机收到这个 ARP 响应数据包后，将得到的目的主机的 IP 地址和 MAC 地址添加到自己的 ARP 列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到 ARP 响应数据包，表示 ARP 查询失败。

16.ICMP 协议的功能？

ICMP（Internet Control Message Protocol） ，网际控制报文协议。

• ICMP 协议是一种面向无连接的协议，用于传输出错报告控制信息。
• 它是一个非常重要的协议，它对于网络安全具有极其重要的意义。它属于网络层协议，主要用于在主机与路由器之间传递控制信息，包括报告错误、交换受限控制和状态信息等。
• 当遇到 IP 数据无法访问目标、IP 路由器无法按当前的传输速率转发数据包等情况时，会自动发送 ICMP 消息。

比如我们日常使用得比较多的 ping，就是基于 ICMP 的。

说下 ping 的原理？

ping，Packet Internet Groper，是一种因特网包探索器，用于测试网络连接量的程序。Ping 是工作在 TCP/IP 网络体系结构中应用层的一个服务命令， 主要是向特定的目的主机发送 ICMP（Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议） 请求报文，测试目的站是否可达及了解其有关状态。

一般来说，ping 可以用来检测网络通不通。它是基于ICMP协议工作的。假设机器 A ping 机器 B，工作过程如下：

1. ping 通知系统，新建一个固定格式的 ICMP 请求数据包
2. ICMP 协议，将该数据包和目标机器 B 的 IP 地址打包，一起转交给 IP 协议层
3. IP 层协议将本机 IP 地址为源地址，机器 B 的 IP 地址为目标地址，加上一些其他的控制信息，构建一个 IP 数据包
4. 先获取目标机器 B 的 MAC 地址。
5. 数据链路层构建一个数据帧，目的地址是 IP 层传过来的 MAC 地址，源地址是本机的 MAC 地址
6. 机器 B 收到后，对比目标地址，和自己本机的 MAC 地址是否一致，符合就处理返回，不符合就丢弃。
7. 根据目的主机返回的 ICMP 回送回答报文中的时间戳，从而计算出往返时间
8. 最终显示结果有这几项：发送到目的主机的 IP 地址、发送 & 收到 & 丢失的分组数、往返时间的最小、最大 & 平均值

说下 ARP 协议的工作过程？

ARP 协议，Address Resolution Protocol，地址解析协议，它是用于实现 IP 地址到 MAC 地址的映射。

1. 首先，每台主机都会在自己的 ARP 缓冲区中建立一个 ARP 列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址的对应关系。
2. 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己的 ARP 列表，是否存在该 IP 地址对应的 MAC 地址；如果有﹐就直接将数据包发送到这个 MAC 地址；如果没有，就向本地网段发起一个 ARP 请求的广播包，查询此目的主机对应的 MAC 地址。此 ARP 请求的数据包里，包括源主机的 IP 地址、硬件地址、以及目的主机的 IP 地址。
3. 网络中所有的主机收到这个 ARP 请求后，会检查数据包中的目的 IP 是否和自己的 IP 地址一致。如果不相同，就会忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的 MAC 地址和 IP 地址添加到自己的 ARP 列表中，如果 ARP 表中已经存在该 IP 的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个 ARP 响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的 MAC 地址。
4. 源主机收到这个 ARP 响应数据包后，将得到的目的主机的 IP 地址和 MAC 地址添加到自己的 ARP 列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到 ARP 响应数据包，表示 ARP 查询失败

说说 TCP 和 UDP 的区别？

最根本区别：TCP 是面向连接，而 UDP 是无连接。

 

说说 TCP 和 UDP 的应用场景？

• TCP 应用场景： 效率要求相对低，但对准确性要求相对高的场景。因为传输中需要对数据确认、重发、排序等操作，相比之下效率没有 UDP 高。例如：文件传输（准确高要求高、但是速度可以相对慢）、收发邮件、远程登录。
• UDP 应用场景： 效率要求相对高，对准确性要求相对低的场景。例如：QQ 聊天、在线视频、网络语音电话（即时通讯，速度要求高，但是出现偶尔断续不是太大问题，并且此处完全不可以使用重发机制）、广播通信（广播、多播）。

为什么 QQ 采用 UDP 协议？

• 首先，QQ 并不是完全基于 UDP 实现。比如在使用 QQ 进行文件传输等活动的时候，就会使用 TCP 作为可靠传输的保证。
• 使用 UDP 进行交互通信的好处在于，延迟较短，对数据丢失的处理比较简单。同时，TCP 是一个全双工协议，需要建立连接，所以网络开销也会相对大。
• 如果使用 QQ 语音和 QQ 视频的话，UDP 的优势就更为突出了，首先延迟较小。最重要的一点是不可靠传输，这意味着如果数据丢失的话，不会有重传。因为用户一般来说可以接受图像稍微模糊一点，声音稍微不清晰一点，但是如果在几秒钟以后再出现之前丢失的画面和声音，这恐怕是很难接受的。
• 由于 QQ 的服务器设计容量是海量级的应用，一台服务器要同时容纳十几万的并发连接，因此服务器端只有采用 UDP 协议与客户端进行通讯才能保证这种超大规模的服务

简单总结一下：UDP 协议是无连接方式的协议，它的效率高，速度快，占资源少，对服务器的压力比较小。但是其传输机制为不可靠传送，必须依靠辅助的算法来完成传输控制。QQ 采用的通信协议以 UDP 为主，辅以 TCP 协议。

UDP 协议为什么不可靠？

UDP 在传输数据之前不需要先建立连接，远地主机的运输层在接收到 UDP 报文后，不需要确认，提供不可靠交付。总结就以下四点：

• 不保证消息交付：不确认，不重传，无超时
• 不保证交付顺序：不设置包序号，不重排，不会发生队首阻塞
• 不跟踪连接状态：不必建立连接或重启状态机
• 不进行拥塞控制：不内置客户端或网络反馈机制

#DNS 为什么要用 UDP?

更准确地说，DNS 既使用 TCP 又使用 UDP。

当进行区域传送（主域名服务器向辅助域名服务器传送变化的那部分数据）时会使用 TCP，因为数据同步传送的数据量比一个请求和应答的数据量要多，而 TCP 允许的报文长度更长，因此为了保证数据的正确性，会使用基于可靠连接的 TCP。

当客户端想 DNS 服务器查询域名（域名解析）的时候，一般返回的内容不会超过 UDP 报文的最大长度，即 512 字节，用 UDP 传输时，不需要创建连接，从而大大提高了响应速度，但这要求域名解析服务器和域名服务器都必须自己处理超时和重传从而保证可靠性