计算机网络面试题-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了计算机网络面试题。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

TCP/IP 五层模型

物理层：实现相邻节点间比特流的透明传输，尽可能屏蔽传输介质和物理设备的差异。
数据链路层：将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧。交换机
网络层：选择合适的路由和交换结点，确保数据及时传送。IP协议，路由器
传输层：负责向两台主机进程之间的通信提供数据传输服务。TCP、UDP
应用层：为应用程序提供交互服务。DNS、HTTP协议、SMTP协议

TCP与UDP区别

TCP是可靠传输，UDP是不可靠传输。
TCP面向连接，UDP无连接，即发送数据之前不需要建立连接。
TCP传输数据有序，UDP不保证数据的有序性。
TCP面向字节流，UDP是面向报文的。
TCP传输速度相对UDP较慢。
TCP首部20字节，UDP首部8字节。
TCP连接只能是一对一的（端到端）；UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的通信方式。
基于TCP的应用层协议有:HTTP、FTP、SMTP、TELNET、SSH
基于UDP的应用层协议:DNS、SNMP、NFS

TCP 如何保证可靠传输

数据包校验
对失序数据包重排序
丢弃重复数据：对于重复数据，能够丢弃重复数据；
应答机制：当 TCP 收到发自 TCP 连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒；
超时重传
流量控制：滑动窗口（滑动窗口是根据接收方数据缓冲区大小确定的）
拥塞避免（拥塞窗口是根据网络的拥塞情况动态确定的）：慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复
ARQ协议：也是为了实现可靠传输的，它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。

ARQ

包括停止等待ARQ协议和连续ARQ协议。
停止等待ARQ协议

停止等待协议是为了实现可靠传输的，它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认(回复ACK)。如果过了一段时间(超时时间后)，还是没有收到ACK确认，说明没有发送成功，需要重新发送，直到收到确认后再发下一个分组；
在停止等待协议中，若接收方收到重复分组，就丢弃该分组，但同时还要发送确认；

连续ARQ协议
连续ARQ协议可提高信道利用率。发送方维持一个发送窗口，凡位于发送窗口内的分组可以连续发送出去，而不需要等待对方确认。接收方一般采用累计确认，对按序到达的最后一个分组发送确认，表明到这个分组为止的所有分组都已经正确收到了。
缺点：不能向发送方反映出接收方已经正确收到的所有分组的信息。比如：发送方发送了5条消息，中间第三条丢失(3号)，这时接收方只能对前两个发送确认。发送方无法知道后三个分组的下落，而只好把后三个全部重传一次。这也叫Go-Back-N(回退N)，表示需要退回来重传已经发送过的N个消息。

拥塞控制过程

计算机网络面试题

慢开始：为了避免一开始发送大量的数据而产生网络阻塞，会先初始化cwnd为1，当收到ACK后到下一个传输轮次，cwnd为2，以此类推成指数形式增长。
拥塞避免：因为cwnd的数量在慢开始是指数增长的，为了防止cwnd数量过大而导致网络阻塞，会设置一个慢开始的门限值ssthresh，当cwnd>=ssthresh时，进入到拥塞避免阶段，cwnd每个传输轮次加1。但网络出现超时，会将门限值ssthresh变为出现超时cwnd数值的一半，cwnd重新设置为1，如上图，在第12轮出现超时后，cwnd变为1，ssthresh变为12。
快重传：在网络中如果出现超时或者阻塞，则按慢开始和拥塞避免算法进行调整。但如果只是丢失某一个报文段，如下图(图片来源于网络)，则使用快重传算法。但是根据快重传算法，要求在这种情况下，需要快速向发送端发送M2的确认报文，在发送方收到三个M2的确认报文后，无需等待重传计时器所设置的时间，可直接进行M3的重传，这就是快重传。
4. 快恢复：从上上图圈4可以看到，当发送收到三个重复的ACK，会进行快重传和快恢复。快恢复是指将ssthresh设置为发生快重传时的cwnd数量的一半，而cwnd不是设置为1而是设置为为门限值ssthresh，并开始拥塞避免阶段。

TCP粘包现象原因和解决方法

原因：

要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小，TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去，将会发生粘包；
接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据，将发生粘包；
要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小，将会发生拆包；
待发送数据大于MSS（最大报文长度），TCP在传输前将进行拆包。即TCP报文长度-TCP头部长度>MSS。

解决办法：

消息定长。发送端将每个数据包封装为固定长度（不够的可以通过补0填充）。
设置消息边界。服务端从网络流中按消息边界分离出消息内容。在包尾增加回车换行符进行分割，例如FTP协议。
将消息分为消息头和消息体，消息头中包含表示消息总长度（或者消息体长度）的字段。

TCP三次握手

计算机网络面试题
为什么TCP连接的时候是3次？两次是否可以？

假设建立TCP连接仅需要两次握手，那么如果第二次握手时，服务端返回给客户端的确认报文丢失了，客户端这边认为服务端没有和他建立连接，而服务端却以为已经和客户端建立了连接，并且可能向服务端已经开始向客户端发送数据，但客户端并不会接收这些数据，浪费了资源。
如果服务端接收到了一个早已失效的来自客户端的连接请求报文，会向客户端发送确认报文同意建立TCP连接。但因为客户端并不需要向服务端发送数据，所以此次TCP连接没有意义并且浪费了资源。

四次挥手

计算机网络面试题
为什么客户端发出第四次挥手的确认报文后要等2MSL的时间才能释放TCP连接？

客户端发送第四次挥手中的报文后，再经过2MSL，可使本次TCP连接中的所有报文全部消失，不会出现在下一个TCP连接中。
考虑丢包问题，如果第四挥手发送的报文在传输过程中丢失了，那么服务端没收到确认ack报文就会重发第三次挥手的报文。如果客户端发送完第四次挥手的确认报文后直接关闭，而这次报文又恰好丢失，则会造成服务端无法正常关闭。

浏览器输入URL并回车的过程

输入网址：输入要访问的网址，即URL。
缓存解析：浏览器获取URL后，先去缓存中查找资源，从浏览器缓存-系统缓存-路由器缓存中查看；如果有就从缓存中显示界面，不再发送请求；如果没有，则发送HTTP请求。
域名解析：发现缓存中没有资源，发送HTTP请求；在发送HTTP请求之前，需要进行DNS解析(域名解析)； DNS解析：域名到IP地址的转换过程，域名的解析工作由DNS服务器完成，解析后可以获取域名相应的IP地址。（主机向本地域名服务器的查询一般是采用递归查询，而本地域名服务器向根域名的查询一般是采用迭代查询。）
TCP连接：三次握手在域名解析后，浏览器向服务器发起了HTTP请求，TCP连接；因为TCP协议时面向连接的，所以在传输数据前必须建立连接，即三次握手；TCP连接建立后，浏览器开始向服务器发送HTTP请求报文。
收到请求：服务器收到浏览器发送的请求信息，返回响应。
页面渲染：浏览器收到服务器发送的响应，显示页面内容。

HTTP1.0、1.1、2.0、3.0之间的区别

HTTP1.0：无连接，队头阻塞，缓存
HTTP1.1：长连接，管道传输（解决了请求的队头阻塞，但是没有解决响应的队头阻塞）
HTTP2.0：头部压缩，二进制格式，多路复用（彻底解决队头阻塞问题），服务端推送
HTTP3.0：在Http2.0中始终在使用的时TCP协议，无论如何都还是会有TCP传输层的对头阻塞问题（只有TCP拿到完整连续的数据时，内核才会将数据从缓冲区交给HTTP应用，而只要前一个字节没有收到，HTTP就无法从内核缓冲区中得到数据，直到其到达，所以在此过程仍然会导致队头阻塞），而Http3.0是基于UDP协议的。因为UDP是不可靠传输，所以这就需要QUIC实现可靠机制
QUIC 也是需要三次握手来建立连接的，主要目的是为了确定连接 ID。

HTTP与HTTPS之间的区别

HTTP协议是免费使用的，而 HTTPS 协议需要到CA机构申请证书，需要缴纳费用，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/TLS加密传输协议，信息是密文。
HTTP的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL/TLS+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议。
使用的端口不一样，HTTP是80，HTTPS是443。

HTTPS链接建立的过

① 证书验证阶段：
1）浏览器发起 HTTPS 请求；
2）服务端返回 HTTPS 证书；
3）客户端验证证书是否合法，如果不合法则提示告警。
② 数据传输阶段：
1）当证书验证合法后，在本地生成随机数（生成一个对称加密的秘钥）；
2）通过公钥加密随机数，并把加密后的随机数传输到服务端；
3）服务端通过私钥对随机数进行解密；
4）服务端通过客户端传入的随机数构造对称加密算法，对返回结果内容进行加密后传输。

对称加密与非对称加密

对称密钥加密，又称私钥加密，即信息的发送方和接收方用同一个密钥去加密和解密数据。
常见的对称加密算法：DES，AES等。
非对称密钥加密，又称公钥加密，信息发送者用公开密钥去加密，而信息接收者则用私用密钥去解密。
最常用的非对称加密算法：RSA

Post和get区别

请求参数：GET 把参数包含在 URL 中，用&连接起来；POST 通过 request body 传递参数。
请求缓存：GET请求会被主动Cache，而POST请求不会，除非手动设置。
历史记录：GET请求参数会被完整保留在浏览历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
编码方式：GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
参数数据类型：GET只接受ASCII字符，而POST没有限制数据类型。
数据包: GET产生一个TCP数据包；POST可能产生两个TCP数据包。

HTTP常见响应状态码

状态码	类别
1XX	信息性状态码
2XX	成功状态码
3XX	重定向状态码
4XX	客户端错误状态码
5XX	服务端错误状态码

200 OK：请求成功
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。
304 Not Modified：告诉客户端请求资源成功，但是这个资源不是由服务器提供返回给客户端的，而是客户端本地浏览器缓存中就有的这个资源。
400 Bad Request：表示请求报文存在语法错误。
403 Forbidden：服务器拒绝该次访问（访问权限问题）。
404 Not Found：表示服务器上无法找到请求的资源（也可以在服务器拒绝请求但不想给拒绝原因时使用）。
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。
502（错误网关）：服务器作为网关或代理，从上游服务器收到无效响应
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。
504 Gateway Time-out（网关超时）：服务器作为网关或代理，但是没有及时从上游服务器收到请求