计算机网络常见面试知识

1、OSI,TCP/IP,五层协议的体系结构,以及各层协议:

OSI分层 (7层):物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

TCP/IP分层(4层):网络接口层、 网际层、运输层、 应用层。

五层协议 (5层):物理层、数据链路层、网络层、运输层、 应用层。

每一层的协议如下:

物理层:RJ45、CLOCK、IEEE802.3 (中继器,集线器,网关)

数据链路:PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC (网桥,交换机)

网络层:IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 (路由器)

传输层:TCP、UDP、SPX

会话层:NFS、SQL、NETBIOS、RPC

表示层:JPEG、MPEG、ASII

应用层:FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

每一层的作用如下:

物理层:通过媒介传输比特,确定机械及电气规范(比特Bit)

数据链路层:将比特组装成帧和点到点的传递(帧Frame)

网络层:负责数据包从源到宿的传递和网际互连(包PackeT)

传输层:提供端到端的可靠报文传递和错误恢复(段Segment)

会话层:建立、管理和终止会话(会话协议数据单元SPDU)

表示层:对数据进行翻译、加密和压缩(表示协议数据单元PPDU)

应用层:允许访问OSI环境的手段(应用协议数据单元APDU)

2、 IP地址的分类:

A类地址:以0开头, 第一个字节范围:0~127(1.0.0.0 - 126.255.255.255);

B类地址:以10开头, 第一个字节范围:128~191(128.0.0.0 - 191.255.255.255);

C类地址:以110开头, 第一个字节范围:192~223(192.0.0.0 - 223.255.255.255);

10.0.0.0—10.255.255.255, 172.16.0.0—172.31.255.255, 192.168.0.0—192.168.255.255。(Internet上保留地址用于内部)

IP地址与子网掩码相与得到主机号

3、ARP是地址解析协议,简单语言解释一下工作原理。

(1)首先,每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

(2)当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP。

(3)当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。

(4)源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

广播发送ARP请求,单播发送ARP响应。

4、各种协议:

ICMP协议:因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

TFTP协议:是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。

HTTP协议:超文本传输协议,是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。

DHCP协议:动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上,并获取所需要的配置参数手段。

NAT协议:网络地址转换属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,

DHCP协议:一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

5、描述:RARP

RARP是逆地址解析协议,作用是完成硬件地址到IP地址的映射,主要用于无盘工作站,因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。工作流程:在网络中配置一台RARP服务器,里面保存着IP地址和MAC地址的映射关系,当无盘工作站启动后,就封装一个RARP数据包,里面有其MAC地址,然后广播到网络上去,当服务器收到请求包后,就查找对应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回给请求者。因为需要广播请求报文,因此RARP只能用于具有广播能力的网络。

6、TCP三次握手和四次挥手的全过程:

三次握手:

第一次握手:客户端发送syn包(syn=x)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

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;

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状态,完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。

四次握手

与建立连接的“三次握手”类似,断开一个TCP连接则需要“四次握手”。

第一次挥手:主动关闭方发送一个FIN,用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送,也就是主动关闭方告诉被动关闭方:我已经不 会再给你发数据了(当然,在fin包之前发送出去的数据,如果没有收到对应的ack确认报文,主动关闭方依然会重发这些数据),但是,此时主动关闭方还可 以接受数据。

第二次挥手:被动关闭方收到FIN包后,发送一个ACK给对方,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号)。
第三次挥手:被动关闭方发送一个FIN,用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送,也就是告诉主动关闭方,我的数据也发送完了,不会再给你发数据了。
第四次挥手:主动关闭方收到FIN后,发送一个ACK给被动关闭方,确认序号为收到序号+1,至此,完成四次挥手。
在这里插入图片描述

7、在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程:

(1)客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48,然后通过TCP进行封装数据包,输入到网络层。

(2)在客户端的传输层,把HTTP会话请求分成报文段,添加源和目的端口,如服务器使用80端口监听客户端的请求,客户端由系统随机选择一个端口如5000,与服务器进行交换,服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

(3)客户端的网络层不用关系应用层或者传输层的东西,主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器,期间可能经过多个路由器,这些都是由路由器来完成的工作,我不作过多的描述,无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。

(4)客户端的链路层,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。

8、TCP和UDP的区别?

TCP提供面向连接的、可靠的数据流传输,而UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。

TCP传输单位称为TCP报文段,UDP传输单位称为用户数据报。

TCP注重数据安全性,UDP数据传输快,因为不需要连接等待,少了许多操作,但是其安全性却一般。

9、TCP对应的协议和UDP对应的协议:

TCP对应的协议:

(1) FTP:定义了文件传输协议,使用21端口。

(2) Telnet:一种用于远程登陆的端口,使用23端口,用户可以以自己的身份远程连接到计算机上,可提供基于DOS模式下的通信服务。

(3) SMTP:邮件传送协议,用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。

(4) POP3:它是和SMTP对应,POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。

(5)HTTP:是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

UDP对应的协议:

(1) DNS:用于域名解析服务,将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。

(2) SNMP:简单网络管理协议,使用161号端口,是用来管理网络设备的。由于网络设备很多,无连接的服务就体现出其优势。

(3) TFTP(Trival File Transfer Protocal),简单文件传输协议,该协议在熟知端口69上使用UDP服务。

10、DNS域名系统,简单描述其工作原理。

当DNS客户机需要在程序中使用名称时,它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息:包括:指定的DNS域名,指定的查询类型,DNS域名的指定类别。基于UDP服务,端口53. 该应用一般不直接为用户使用,而是为其他应用服务,如HTTP,SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

11、面向连接和非面向连接的服务的特点是什么?

面向连接的服务,通信双方在进行通信之前,要先在双方建立起一个完整的可以彼此沟通的通道,在通信过程中,整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。

   非面向连接的服务,不需要预先建立一个联络两个通信节点的连接,需要通信的时候,发送节点就可以往网络上发送信息,让信息自主地在网络上去传,一般在传输的过程中不再加以监控。

12、TCP的三次握手过程?为什么会采用三次握手,若采用二次握手可以吗?

答:建立连接的过程是利用客户服务器模式,假设主机A为客户端,主机B为服务器端。

(1)TCP的三次握手过程:主机A向B发送连接请求;主机B对收到的主机A的报文段进行确认;主机A再次对主机B的确认进行确认。

(2)采用三次握手是为了防止失效的连接请求报文段突然又传送到主机B,因而产生错误。失效的连接请求报文段是指:主机A发出的连接请求没有收到主机B的确认,于是经过一段时间后,主机A又重新向主机B发送连接请求,且建立成功,顺序完成数据传输。考虑这样一种特殊情况,主机A第一次发送的连接请求并没有丢失,而是因为网络节点导致延迟达到主机B,主机B以为是主机A又发起的新连接,于是主机B同意连接,并向主机A发回确认,但是此时主机A根本不会理会,主机B就一直在等待主机A发送数据,导致主机B的资源浪费。

(3)采用两次握手不行,原因就是上面说的实效的连接请求的特殊情况。

13、

端口及对应的服务?
在这里插入图片描述
IP数据包的格式:

IP数据报由首部 和数据 两部分组成。首部由固定部分和可选部分 组成。首部的固定部分有20字节。可选部分的长度变化范围为1——40字节。固定部分的字段:
在这里插入图片描述

TCP数据报的格式?

在这里插入图片描述
一个TCP报文段分为首部和数据两部分。首部由固定部分和选项部分组成,固定部分是20字节。TCP首部的最大长度为60。首部固定部分字段:
在这里插入图片描述

TCP数据报的格式?

用户数据报UDP由首部和数据部分组成。首部只有8个字节,由4个字段组成,每个字段都是两个字节。
在这里插入图片描述
UDP的12字节伪首部:
在这里插入图片描述

以太网MAC帧格式?
在这里插入图片描述
14、了解交换机、路由器、网关的概念,并知道各自的用途:

1)交换机

在计算机网络系统中,交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背 部总线上,当控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部 交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在,交换机才广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加入内部地址表 中。

交换机工作于OSI参考模型的第二层,即数据链路层。交换机内部的CPU会在每个端口成功连接时,通过ARP协议学习它的MAC地址,保存成一张 ARP表。在今后的通讯中,发往该MAC地址的数据包将仅送往其对应的端口,而不是所有的端口。因此,交换机可用于划分数据链路层广播,即冲突域;但它不 能划分网络层广播,即广播域。

交换机被广泛应用于二层网络交换,俗称“二层交换机”。

交换机的种类有:二层交换机、三层交换机、四层交换机、七层交换机分别工作在OSI七层模型中的第二层、第三层、第四层盒第七层,并因此而得名。

2)路由器

路由器(Router)是一种计算机网络设备,提供了路由与转送两种重要机制,可以决定数据包从来源端到目的端所经过 的路由路径(host到host之间的传输路径),这个过程称为路由;将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行),这称为转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层,例如网际协议。

路由器的一个作用是连通不同的网络,另一个作用是选择信息传送的线路。 路由器与交换器的差别,路由器是属于OSI第三层的产品,交换器是OSI第二层的产品(这里特指二层交换机)。

3)网关

网关(Gateway),网关顾名思义就是连接两个网络的设备,区别于路由器(由于历史的原因,许多有关TCP/IP 的文献曾经把网络层使用的路由器(Router)称为网关,在今天很多局域网采用都是路由来接入网络,因此现在通常指的网关就是路由器的IP),经常在家 庭中或者小型企业网络中使用,用于连接局域网和Internet。 网关也经常指把一种协议转成另一种协议的设备,比如语音网关。

在传统TCP/IP术语中,网络设备只分成两种,一种为网关(gateway),另一种为主机(host)。网关能在网络间转递数据包,但主机不能 转送数据包。在主机(又称终端系统,end system)中,数据包需经过TCP/IP四层协议处理,但是在网关(又称中介系 统,intermediate system)只需要到达网际层(Internet layer),决定路径之后就可以转送。在当时,网关 (gateway)与路由器(router)还没有区别。

在现代网络术语中,网关(gateway)与路由器(router)的定义不同。网关(gateway)能在不同协议间移动数据,而路由器(router)是在不同网络间移动数据,相当于传统所说的IP网关(IP gateway)。

网关是连接两个网络的设备,对于语音网关来说,他可以连接PSTN网络和以太网,这就相当于VOIP,把不同电话中的模拟信号通过网关而转换成数字信号,而且加入协议再去传输。在到了接收端的时候再通过网关还原成模拟的电话信号,最后才能在电话机上听到。

对于以太网中的网关只能转发三层以上数据包,这一点和路由是一样的。而不同的是网关中并没有路由表,他只能按照预先设定的不同网段来进行转发。网关最重要的一点就是端口映射,子网内用户在外网看来只是外网的IP地址对应着不同的端口,这样看来就会保护子网内的用户。

1、TCP为什么需要3次握手,4次断开?

“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误”。 client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失,而是在某个网络结点长时间的滞留了,以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后,就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段,同意建立连接。假设不采用“三次握手”,那么只要server发出确认,新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求,因此不会理睬server的确认,也不会向server发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立,并一直等待client发来数据。这样,server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况,client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认,就知道client并没有要求建立连接。”。主要目的防止server端一直等待,浪费资源。

为什么4次断开?

因为TCP有个半关闭状态,假设A.B要释放连接,那么A发送一个释放连接报文给B,B收到后发送确认,这个时候A不发数据,但是B如果发数据A还是要接受,这叫半关闭。然后B还要发给A连接释放报文,然后A发确认,所以是4次。

在tcp连接握手时为何ACK是和SYN一起发送,这里ACK却没有和FIN一起发送呢。原因是因为tcp是全双工模式,接收到FIN时意味将没有数据再发来,但是还是可以继续发送数据。

2、TCP和UDP有什么区别?

TCP是传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。通信双方彼此交换数据前,必须先通过三次握手协议建立连接,之后才能传输数据。TCP提供超时重传,丢弃重复数据,检验数据,流量控制等功能,保证数据能从一端传到另一端。UDP是用户数据报协议,是一个简单的面向无连接的协议。UDP不提供可靠的服务。在数据数据前不用建立连接故而传输速度很快。UDP主要用户流媒体传输,IP电话等对数据可靠性要求不是很高的场合。

3、交换机与路由器有什么区别?

①工作所处的OSI层次不一样,交换机工作在OSI第二层数据链路层,路由器工作在OSI第三层网络层

②寻址方式不同:交换机根据MAC地址寻址,路由器根据IP地址寻址

③转发速不同:交换机的转发速度快,路由器转发速度相对较慢。

3、TCP/IP的流量控制?

利用滑动窗口实现流量控制,如果发送方把数据发送得过快,接收方可能会来不及接收,这就会造成数据的丢失。所谓流量控制就是让发送方的发送速率不要太快,要让接收方来得及接收。

TCP为每一个连接设有一个持续计时器(persistence timer)。只要TCP连接的一方收到对方的零窗口通知,就启动持续计时器。若持续计时器设置的时间到期,就发送一个零窗口控测报文段(携1字节的数据),那么收到这个报文段的一方就重新设置持续计时器。

4、TCP拥塞控制?

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链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提:网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程,涉及到所有的主机、路由器,以及与降低网络传输性能有关的所有因素。

拥塞控制代价:需要获得网络内部流量分布的信息。在实施拥塞控制之前,还需要在结点之间交换信息和各种命令,以便选择控制的策略和实施控制。这样就产生了额外的开销。拥塞控制还需要将一些资源分配给各个用户单独使用,使得网络资源不能更好地实现共享。

几种拥塞控制方法:

慢开始(slow-start )、拥塞避免(congestion avoidance )、快重传( fastretransmit )和快恢复( fastrecovery )。

慢开始和拥塞避免

发送方维持一个拥塞窗口cwnd ( congestion window )的状态变量。拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度,并且动态地在变化。发送方让自己的发送窗口等于拥塞窗口。
发送方控制拥塞窗口的原则是:只要网络没有出现拥塞,拥塞窗口就再增大一些,以便把更多的分组发送出去。但只要网络出现拥塞,拥塞窗口就减小一些,以减少注入到网络中的分组数。
慢开始算法:当主机开始发送数据时,如果立即把大量数据字节注入到网络,那么就有可能引起网络拥塞,因为现在并不清楚网络的负荷情况。因此,较好的方法是先探测一下,即由小到大逐渐增大发送窗口,也就是说,由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。通常在刚刚开始发送报文段时,先把拥塞窗口 cwnd 设置为一个最大报文段MSS的数值。而在每收到一个对新的报文段的确认后,把拥塞窗口增加至多一个MSS的数值。用这样的方法逐步增大发送方的拥塞窗口 cwnd ,可以使分组注入到网络的速率更加合理。

每经过一个传输轮次,拥塞窗口 cwnd 就加倍。一个传输轮次所经历的时间其实就是往返时间RTT。不过“传输轮次”更加强调:把拥塞窗口cwnd所允许发送的报文段都连续发送出去,并收到了对已发送的最后一个字节的确认。
另,慢开始的“慢”并不是指cwnd的增长速率慢,而是指在TCP开始发送报文段时先设置cwnd=1,使得发送方在开始时只发送一个报文段(目的是试探一下网络的拥塞情况),然后再逐渐增大cwnd。
为了防止拥塞窗口cwnd增长过大引起网络拥塞,还需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量(如何设置ssthresh)。慢开始门限ssthresh的用法如下:
当 cwnd < ssthresh 时,使用上述的慢开始算法。
当 cwnd > ssthresh 时,停止使用慢开始算法而改用拥塞避免算法。
当 cwnd = ssthresh 时,既可使用慢开始算法,也可使用拥塞控制避免算法。
拥塞避免算法:让拥塞窗口cwnd缓慢地增大,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加倍。这样拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长,比慢开始算法的拥塞窗口增长速率缓慢得多。
无论在慢开始阶段还是在拥塞避免阶段,只要发送方判断网络出现拥塞(其根据就是没有收到确认),就要把慢开始门限ssthresh设置为出现拥塞时的发送方窗口值的一半(但不能小于2)。然后把拥塞窗口cwnd重新设置为1,执行慢开始算法。这样做的目的就是要迅速减少主机发送到网络中的分组数,使得发生拥塞的路由器有足够时间把队列中积压的分组处理完毕。过程图如下:
在这里插入图片描述
快速重传:

那就是收到3个相同的ACK。TCP在收到乱序到达包时就会立即发送ACK,TCP利用3个相同的ACK来判定数据包的丢失,此时进行快速重传,快速重传做的事情有:

  1. 把ssthresh设置为cwnd的一半
    
  2. 把cwnd再设置为ssthresh的值(具体实现有些为ssthresh+3)
    

3.重新进入拥塞避免阶段。

快速恢复:

  1. 当收到3个重复ACK时,把ssthresh设置为cwnd的一半,把cwnd设置为ssthresh的值加3,然后重传丢失的报文段,加3的原因是因为收到3

  2. 再收到重复的ACK时,拥塞窗口增加1。

  3. 收到新的数据包的ACK时,把cwnd设置为第一步中的ssthresh的值。原因是因为该ACK确认了新的数据,说明从重复ACK时的数据都已收到,该恢复过程已经结束,可以回到恢复之前的状态了,也即再次进入拥塞避免状态。

5、ICMP协议?

ICMP是InternetControl Message Protocol,因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。ICMP报文有两种:差错报告报文和询问报文。

6、DHCP协议?

动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上,并获取所需要的配置参数手段。通常被应用在大型的局域网络环境中,主要作用是集中的管理、分配IP地址,使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息,并能够提升地址的使用率。

7、网桥的作用?

网桥是一个局域网与另一个局域网之间建立连接的桥梁

8、数据链路层协议可能提供的服务?

成帧、链路访问、透明传输、可靠交付、流量控制、差错检测、差错纠正、半双工和全双工。最重要的是帧定界(成帧)、透明传输以及差错检测。

9、网络接口卡(网卡)的功能?

(1)进行串行/并行转换。

(2)对数据进行缓存。

(3)在计算机的操作系统安装设备驱动程序。

(4)实现以太网协议。

11、私有(保留)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

12、TTL是什么?作用是什么?哪些工具会用到它(ping traceroute ifconfig netstat)?

TTL是指生存时间,简单来说,它表示了数据包在网络中的时间,经过一个路由器后TTL就减一,这样TTL最终会减为0,当TTL为0时,则将数据包丢弃,这样也就是因为两个路由器之间可能形成环,如果没有TTL的限制,则数据包将会在这个环上一直死转,由于有了TTL,最终TTL为0后,则将数据包丢弃。ping发送数据包里面有TTL,但是并非是必须的,即是没有TTL也是能正常工作的,traceroute正是因为有了TTL才能正常工作,ifconfig是用来配置网卡信息的,不需要TTL,netstat是用来显示路由表的,也是不需要TTL的。

13、路由表是做什么用的?在Linux环境中怎么配置一条默认路由?

路由表是用来决定如何将一个数据包从一个子网传送到另一个子网的,换句话说就是用来决定从一个网卡接收到的包应该送到哪一个网卡上去。路由表的每一行至少有目标网络号、子网掩码、到这个子网应该使用的网卡这三条信息。当路由器从一个网卡接收到一个包时,它扫描路由表的每一行,用里面的子网掩码与数据包中的目标IP地址做逻辑与运算(&)找出目标网络号。如果得出的结果网络号与这一行的网络号相同,就将这条路由表六下来作为备用路由。如果已经有备用路由了,就载这两条路由里将网络号最长的留下来,另一条丢掉(这是用无分类编址CIDR的情况才是匹配网络号最长的,其他的情况是找到第一条匹配的行时就可以进行转发了)。如此接着扫描下一行直到结束。如果扫描结束仍没有找到任何路由,就用默认路由。确定路由后,直接将数据包送到对应的网卡上去。在具体的实现中,路由表可能包含更多的信息为选路由算法的细节所用。

在Linux上可以用“route add default gw<默认路由器 IP>”命令配置一条默认路由。

14、RARP?

逆地址解析协议,作用是完成硬件地址到IP地址的映射,主要用于无盘工作站,因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。

15、运输层协议与网络层协议的区别?

网络层协议负责的是提供主机间的逻辑通信

运输层协议负责的是提供进程间的逻辑通信

16、说说静态路由和动态路由有什么区别。

静态路由是由管理员手工配置的,适合比较简单的网络或需要做路由特殊控制。而动态路由则是由动态路由协议自动维护的,不需人工干预,适合比较复杂大型的网络。

路由器能够自动地建立自己的路由表,并且能够根据实际实际情况的变化适时地进行调整。动态路由机制的运作依赖路由器的两个基本功能:对路由表的维护;路由器之间适时的路由信息交换。

17、HTTP的长连接和短连接?

HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接。HTTP属于应用层协议。

短连接:浏览器和服务器每进行一次HTTP操作,就建立一次连接,但任务结束就中断连接。

长连接:当一个网页打开完成后,客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭,如果客户端再次访问这个服务器上的网页,会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接,它有一个保持时间,可以在不同的服务器软件(如Apache)中设定这个时间。实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。

TCP短连接: client向server发起连接请求,server接到请求,然后双方建立连接。client向server发送消息,server回应client,然后一次读写就完成了,这时候双方任何一个都可以发起close操作,不过一般都是client先发起 close操作.短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作

TCP长连接: client向server发起连接,server接受client连接,双方建立连接。Client与server完成一次读写之后,它们之间的连接并不会主动关闭,后续的读写操作会继续使用这个连接。

18、 IO中同步与异步,阻塞与非阻塞区别

同步和异步关注的是消息通信机制 (synchronous communication/asynchronous communication)
所谓同步,就是在发出一个调用时,在没有得到结果之前,该调用就不返回。但是一旦调用返回,就得到返回值了。
换句话说,就是由调用者主动等待这个调用的结果。
而异步则是相反,调用在发出之后,这个调用就直接返回了,所以没有返回结果。换句话说,当一个异步过程调用发出后,调用者不会立刻得到结果。而是在调用发出后,被调用者通过状态、通知来通知调用者,或通过回调函数处理这个调用。

阻塞和非阻塞关注的是程序在等待调用结果(消息,返回值)时的状态。

阻塞调用是指调用结果返回之前,当前线程会被挂起。函数只有在得到结果之后才会返回。

非阻塞:不能立刻得到结果之前,该函数不会阻塞当前线程,而会立刻返回。

19、ip地址分段

A类网络的IP地址范围为1.0.0.1-127.255.255.254;
B类网络的IP地址范围为:128.1.0.1-191.255.255.254;
C类网络的IP地址范围为:192.0.1.1-223.255.255.254、

20、为什么TIME_WAIT状态还需要等2*MSL(Max SegmentLifetime,最大分段生存期)秒之后才能返回到CLOSED状态呢?

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。

1、GET 和 POST 的区别:

(GET)请注意,查询字符串(名称/值对)是在 GET 请求的 URL 中发送的:/test/demo_form.asp?name1=value1&name2=value2

GET 请求可被缓存

GET 请求保留在浏览器历史记录中

GET 请求可被收藏为书签

GET 请求不应在处理敏感数据时使用

GET 请求有长度限制

GET 请求只应当用于取回数据POST 方法

(POST)请注意,查询字符串(名称/值对)是在 POST 请求的 HTTP 消息主体中发送的:POST /test/demo_form.asp HTTP/1.1Host: w3schools.comname1=value1&name2=value2

POST 请求不会被缓存

POST 请求不会保留在浏览器历史记录中

POST 不能被收藏为书签

POST 请求对数据长度没有要求

2、dns使用的协议:

既使用TCP又使用UDP:

首先了解一下TCP与UDP传送字节的长度限制:

UDP报文的最大长度为512字节,而TCP则允许报文长度超过512字节。当DNS查询超过512字节时,协议的TC标志出现删除标志,这时则使用TCP发送。通常传统的UDP报文一般不会大于512字节。

区域传送时使用TCP,主要有一下两点考虑:

辅域名服务器会定时(一般时3小时)向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动,则会执行一次区域传送,进行数据同步。区域传送将使用TCP而不是UDP,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得多。

TCP是一种可靠的连接,保证了数据的准确性。

域名解析时使用UDP协议:

客户端向DNS服务器查询域名,一般返回的内容都不超过512字节,用UDP传输即可。不用经过TCP三次握手,这样DNS服务器负载更低,响应更快。虽然从理论上说,客户端也可以指定向DNS服务器查询的时候使用TCP,但事实上,很多DNS服务器进行配置的时候,仅支持UDP查询包。

3、幂等:

一个幂等操作的特点是其任意多次执行所产生的影响均与一次执行的影响相同。幂等函数,或幂等方法,是指可以使用相同参数重复执行,并能获得相同结果的函数。这些函数不会影响系统状态,也不用担心重复执行会对系统造成改变。例如,“getUsername()和setTrue()”函数就是一个幂等函数.

4、Cookies和session区别:

Cookies是一种能够让网站服务器把少量数据储存到客户端的硬盘或内存,或是从客户端的硬盘读取数据的一种技术。Cookies是当你浏览某网站时,由Web服务器置于你硬盘上的一个非常小的文本文件,它可以记录你的用户ID、密码、浏览过的网页、停留的时间等信息。session: 当用户请求来自应用程序的 Web 页时,如果该用户还没有会话,则 Web 服务器将自动创建一个 Session 对象。当会话过期或被放弃后,服务器将终止该会话。cookie机制:采用的是在客户端保持状态的方案,而session机制采用的是在服务端保持状态的方案。同时我们看到由于服务器端保持状态的方案在客户端也需要保存一个标识,所以session机制可能需要借助cookie机制来达到保存标识的目的。

Session是服务器用来跟踪用户的一种手段,每个Session都有一个唯一标识:session ID。当服务器创建了Session时,给客户端发送的响应报文包含了Set-cookie字段,其中有一个名为sid的键值对,这个键值Session ID。客户端收到后就把Cookie保存浏览器,并且之后发送的请求报表都包含SessionID。HTTP就是通过Session和Cookie这两个发送一起合作来实现跟踪用户状态,Session用于服务端,Cookie用于客户端

5、TCP粘包和拆包产生的原因:

应用程序写入数据的字节大小大于套接字发送缓冲区的大小

进行MSS大小的TCP分段。MSS是最大报文段长度的缩写。MSS是TCP报文段中的数据字段的最大长度。数据字段加上TCP首部才等于整个的TCP报文段。所以MSS并不是TCP报文段的最大长度,而是:MSS=TCP报文段长度-TCP首部长度

以太网的payload大于MTU进行IP分片。MTU指:一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小。如果IP层有一个数据包要传,而且数据的长度比链路层的MTU大,那么IP层就会进行分片,把数据包分成托干片,让每一片都不超过MTU。注意,IP分片可以发生在原始发送端主机上,也可以发生在中间路由器上。

6、TCP粘包和拆包的解决策略:

消息定长。例如100字节。

在包尾部增加回车或者空格符等特殊字符进行分割,典型的如FTP协议

将消息分为消息头和消息尾。

其它复杂的协议,如RTMP协议等。

7、四次挥手的相关状态:
TIME_WAIT的状态就是主动断开的一方(这里是客户端),发送完最后一次ACK之后进入的状态。并且持续时间还挺长的。客户端TIME_WAIT持续2倍MSL时长,在linux体系中大概是60s,转换成CLOSE状态

TIME_WAIT
TIME_WAIT 是主动关闭链接时形成的,等待2MSL时间,约4分钟。主要是防止最后一个ACK丢失。 由于TIME_WAIT 的时间会非常长,因此server端应尽量减少主动关闭连接

CLOSE_WAIT
CLOSE_WAIT是被动关闭连接是形成的。根据TCP状态机,服务器端收到客户端发送的FIN,则按照TCP实现发送ACK,因此进入CLOSE_WAIT状态。但如果服务器端不执行close(),就不能由CLOSE_WAIT迁移到LAST_ACK,则系统中会存在很多CLOSE_WAIT状态的连接。此时,可能是系统忙于处理读、写操作,而未将已收到FIN的连接,进行close。此时,recv/read已收到FIN的连接socket,会返回0。

为什么需要 TIME_WAIT 状态?
假设最终的ACK丢失,server将重发FIN,client必须维护TCP状态信息以便可以重发最终的ACK,否则会发送RST,结果server认为发生错误。TCP实现必须可靠地终止连接的两个方向(全双工关闭),client必须进入 TIME_WAIT 状态,因为client可能面 临重发最终ACK的情形。

为什么 TIME_WAIT 状态需要保持 2MSL 这么长的时间?
如果 TIME_WAIT 状态保持时间不足够长(比如小于2MSL),第一个连接就正常终止了。第二个拥有相同相关五元组的连接出现,而第一个连接的重复报文到达,干扰了第二个连接。TCP实现必须防止某个连接的重复报文在连接终止后出现,所以让TIME_WAIT状态保持时间足够长(2MSL),连接相应方向上的TCP报文要么完全响应完毕,要么被 丢弃。建立第二个连接的时候,不会混淆。

TIME_WAIT 和CLOSE_WAIT状态socket过多
如果服务器出了异常,百分之八九十都是下面两种情况:

1.服务器保持了大量TIME_WAIT状态

2.服务器保持了大量CLOSE_WAIT状态,简单来说CLOSE_WAIT数目过大是由于被动关闭连接处理不当导致的。

8、一次完整的HTTP请求过程:
域名解析 --> 发起TCP的3次握手 --> 建立TCP连接后发起http请求 --> 服务器响应http请求,浏览器得到html代码 --> 浏览器解析html代码,并请求html代码中的资源(如js、css、图片等) --> 浏览器对页面进行渲染呈现给用户

9、讲一下长连接
一、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:

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

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“,同是不会关闭已建立的tcp连接.

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a)

二、发心跳包。每隔几秒就发一个数据包过去

10、TCP如何保证可靠传输?
三次握手。

将数据截断为合理的长度。应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块(按字节编号,合理分片)

超时重发。当 TCP 发出一个段后,它启动一个定时器,如果不能及时收到一个确认就重发

对于收到的请求,给出确认响应

校验出包有错,丢弃报文段,不给出响应

对失序数据进行重新排序,然后才交给应用层

对于重复数据 , 能够丢弃重复数据

流量控制。TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP 的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据。这将防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出。

拥塞控制。当网络拥塞时,减少数据的发送。

11、详细介绍http
HTTP协议是Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议)的缩写,是用于从万维网(WWW:World Wide Web )服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

特点

简单快速:客户向服务器请求服务时,只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单,使得HTTP服务器的程序规模小,因而通信速度很快。

灵活:HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

无连接:无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求,并收到客户的应答后,即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

无状态:HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息,则它必须重传,这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面,在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

支持B/S及C/S模式。

请求消息Request:

请求行,用来说明请求类型,要访问的资源以及所使用的HTTP版本.

请求头部,紧接着请求行(即第一行)之后的部分,用来说明服务器要使用的附加信息从第二行起为请求头部,HOST将指出请求的目的地.User-Agent,服务器端和客户端脚本都能访问它,它是浏览器类型检测逻辑的重要基础.该信息由你的浏览器来定义,并且在每个请求中自动发送等等

空行,请求头部后面的空行是必须的

请求数据也叫主体,可以添加任意的其他数据。

响应消息Response:

状态行,由HTTP协议版本号, 状态码, 状态消息 三部分组成。

消息报头,用来说明客户端要使用的一些附加信息

空行,消息报头后面的空行是必须的

响应正文,服务器返回给客户端的文本信息。

状态码:

200 OK //客户端请求成功

301 Moved Permanently //永久重定向,使用域名跳转

302 Found // 临时重定向,未登陆的用户访问用户中心重定向到登录页面

400 Bad Request //客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解

401 Unauthorized //请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

403 Forbidden //服务器收到请求,但是拒绝提供服务

404 Not Found //请求资源不存在,eg:输入了错误的URL

500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误

503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求,一段时间后可能恢复正常

http的方法:

get:客户端向服务端发起请求,获得资源。请求获得URL处所在的资源。

post:向服务端提交新的请求字段。请求URL的资源后添加新的数据。

head:请求获取URL资源的响应报告,即获得URL资源的头部

patch:请求局部修改URL所在资源的数据项

put:请求修改URL所在资源的数据元素。

delete:请求删除url资源的数据

12、URI和URL的区别:
URI,是uniform resource identifier,统一资源标识符,用来唯一的标识一个资源。Web上可用的每种资源如HTML文档、图像、视频片段、程序等都是一个来URI来定位的

URI一般由三部组成:

访问资源的命名机制

存放资源的主机名

资源自身的名称,由路径表示,着重强调于资源。

URL是uniform resource locator,统一资源定位器,它是一种具体的URI,即URL可以用来标识一个资源,而且还指明了如何locate这个资源。URL是Internet上用来描述信息资源的字符串,主要用在各种WWW客户程序和服务器程序上,特别是著名的Mosaic。采用URL可以用一种统一的格式来描述各种信息资源,包括文件、服务器的地址和目录等。

URL一般由三部组成:

协议(或称为服务方式)

存有该资源的主机IP地址(有时也包括端口号)

主机资源的具体地址。如目录和文件名等

13、HTTPS和HTTP的区别:
https协议需要到CA申请证书,一般免费证书很少,需要交费。

http是超文本传输协议,信息是明文传输;https 则是具有安全性的ssl加密传输协 议。

http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。

http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

http默认使用80端口,https默认使用443端口

14、https是如何保证数据传输的安全?
https实际就是在TCP层与http层之间加入了SSL/TLS来为上层的安全保驾护航,主要用到对称加密、非对称加密、证书,等技术进行客户端与服务器的数据加密传输,最终达到保证整个通信的安全性。

SSL/TLS协议作用:

认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器;

加密数据以防止数据中途被窃取;

维护数据的完整性,确保数据在传输过程中不被改变。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_42255265/article/details/84104500