面试整理——网络

发表于 2019-10-26 更新于 2020-08-29 分类于面试整理

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整理面试中常问的网络相关问题，持续更新中。

网络

第一节综合

问：浏览器输入url发生了什么？细说，包括每一层涉及到的协议

浏览器解析URL：根据不同协议，浏览器理解并拆分URL。
根据网址含义生成HTTP请求信息。
向DNS服务器查询域名对应IP地址。
浏览器委托操作系统向Web服务器发送请求。

浏览器解析URL
DNS域名解析
建立TCP连接
发送HTTP请求，服务器处理，并返回响应结果
关闭TCP连接
浏览器渲染

问：OSI 七层模型？五层协议？TCP/IP？

五层协议：

应用层 ：为特定应用程序提供数据传输服务，例如 HTTP、DNS 等协议。数据单位为报文。
传输层 ：为进程提供通用数据传输服务。由于应用层协议很多，定义通用的传输层协议就可以支持不断增多的应用层协议。运输层包括两种协议：
- 传输控制协议 TCP，提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据单位为报文段；
- 用户数据报协议 UDP，提供无连接、尽最大努力的数据传输服务，数据单位为用户数据报。
- TCP 主要提供完整性服务，UDP 主要提供及时性服务。
网络层 ：为主机提供数据传输服务。而传输层协议是为主机中的进程提供数据传输服务。网络层把传输层传递下来的报文段或者用户数据报封装成分组。
数据链路层 ：网络层针对的还是主机之间的数据传输服务，而主机之间可以有很多链路，链路层协议就是为同一链路的主机提供数据传输服务。数据链路层把网络层传下来的分组封装成帧。
物理层 ：考虑的是怎样在传输媒体上传输数据比特流，而不是指具体的传输媒体。物理层的作用是尽可能屏蔽传输媒体和通信手段的差异，使数据链路层感觉不到这些差异。

OSI七层模型：

应用层
表示层 ：数据压缩、加密以及数据描述，这使得应用程序不必关心在各台主机中数据内部格式不同的问题。
会话层 ：建立及管理会话。
运输层
网路层
数据链路层
物理层

五层协议没有表示层和会话层，而是将这些功能留给应用程序开发者处理。

TCP/IP：

它只有四层，相当于五层协议中数据链路层和物理层合并为网络接口层。

TCP/IP 体系结构不严格遵循 OSI 分层概念，应用层可能会直接使用 IP 层或者网络接口层。

问：举例网络协议，都在哪个层？

问：网络层和传输层如何区分？

网络层负责ip数据报的产生以及ip数据包在逻辑网络上的路由转发。传输层提供端到端通信服务层次,提供可靠及非可靠连接。
网络层只是根据网络地址将源结点发出的数据包传送到目的结点（点到点），其主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。具体地说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。
传输层则负责将数据可靠地传送到相应的端口（端到端），传输层提供了主机应用程序进程之间的端到端的服务。传输层利用网络层提供的服务，并通过传输层地址提供给高层用户传输数据的通信端口，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条端到端的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。

问：讲一下物理层的三种通信方式？

单工通信：单向传输
半双工通信：双向交替传输
全双工通信：双向同时传输

问：讲一下信道复用技术？

信道分类：

广播信道：一对多通信，一个节点发送的数据能够被广播信道上所有的节点接收到。

所有的节点都在同一个广播信道上发送数据，因此需要有专门的控制方法进行协调，避免发生冲突（冲突也叫碰撞）。

主要有两种控制方法进行协调，一个是使用信道复用技术，一是使用 CSMA/CD 协议。
点对点信道：一对一通信。

因为不会发生碰撞，因此也比较简单，使用 PPP 协议进行控制。

信道复用技术：

频分复用：频分复用的所有主机在相同的时间占用不同的频率带宽资源。
时分复用：时分复用的所有主机在不同的时间占用相同的频率带宽资源。
- 使用频分复用和时分复用进行通信，在通信的过程中主机会一直占用一部分信道资源。但是由于计算机数据的突发性质，通信过程没必要一直占用信道资源而不让出给其它用户使用，因此这两种方式对信道的利用率都不高。
统计时分复用：是对时分复用的一种改进，不固定每个用户在时分复用帧中的位置，只要有数据就集中起来组成统计时分复用帧然后发送。
波分复用：光的频分复用。由于光的频率很高，因此习惯上用波长而不是频率来表示所使用的光载波。
码分复用：为每个用户分配 m bit 的码片，并且所有的码片正交，对于任意两个码片和有

为了讨论方便，取 m=8，设码片为 00011011。在拥有该码片的用户发送比特 1 时就发送该码片，发送比特 0 时就发送该码片的反码 11100100。

在计算时将 00011011 记作 (-1 -1 -1 +1 +1 -1 +1 +1)，可以得到

其中为的反码。

利用上面的式子我们知道，当接收端使用码片对接收到的数据进行内积运算时，结果为 0 的是其它用户发送的数据，结果为 1 的是用户发送的比特 1，结果为 -1 的是用户发送的比特 0。

码分复用需要发送的数据量为原先的 m 倍。

问：路由器是如何工作的？

路由器主要工作在OSI网络模型的网络层，路由器只有下面三层协议，因为路由器位于网络核心中，不需要为进程或者应用程序提供服务，因此也就不需要传输层和应用层。

问：MAC地址长度？如何保证每台机器地址不同？

MAC 地址是链路层地址，长度为 6 字节（48 位），用于唯一标识网络适配器（网卡）。

一台主机拥有多少个网络适配器就有多少个 MAC 地址。例如笔记本电脑普遍存在无线网络适配器和有线网络适配器，因此就有两个 MAC 地址。

IEEE 会根据设备的制造商分配地址段，48 位 MAC 地址的前 24 位是设备制造商的标识符，也就是组织唯一标识符（Organizationally Unique Identifier，OUI），后面的 24 位是序列号；如果每个设备制造商都能保证在同一个命名空间中的全部 MAC 地址唯一，那么全世界所有的 MAC 地址就可以保证唯一。

问：长连接和短连接，连接池适合长连接还是短连接？

HTTP长连接和短连接

菜鸟学网络之 —— 长连接和短连接

问：讲一下半连接攻击？

问：讲一下NAT？

第二节 TCP/IP

问：TCP和UDP的区别？udp为什么要比tcp快？

TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，在发送数据前，通信双方必须在彼此间建立一条连接。所谓的“连接”，其实是客户端和服务端保存的一份关于对方的信息，如ip地址、端口号等。

问：TCP如何实现可靠连接/传输？

问：为什么要有TimeWait状态？

TimeWait的等待时长一般是多少？为什么Time_Wait中2*msl？

问：如果TCP突然接收方故障会发生什么？

TCP设有一个保活计时器，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

问：一个url从输入到访问经过了哪些过程？

问：TCP怎么计算网络延迟？

网络延迟的采样方法。

问：TCP三次握手和四次挥手？

标志位字段：

ACK：确认序号有效。
FIN：释放一个连接。
PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
RST：重置连接。
SYN：发起一个新连接。
URG：紧急指针（urgent pointer）有效。

三次握手：

（1）：客户端发送连接请求报文，SYN=1，ACK=0，选择一个初始的序号 x。

（2）：服务端收到连接请求报文，通过SYN=1知道是连接请求，如果同意建立连接，保存序号，向客户端发送连接确认报文，SYN=1，ACK=1，确认号ack= x+1，同时也选择一个初始的序号 y。

（3）：客户端收到连接确认报文后，还要向服务端发出确认，确认号为 y+1，序号为 x+1。（不携带数据的ACK报文是不占据序列号的，所以后面第一次正式发送数据时seq还是101)）

TCP四次挥手

（1）：客户端发送终止命令报文，FIN=1，序列号=x + 1 + n = u，此后客户端无法再发送数据，但可以接收。

（2）：服务端收到后回复确认报文，ACK=1，确认号ack=u + 1，服务端处于close_wait状态，在此期间将未发送完的数据发送。

（3）：服务器将最后的数据发送完毕后发送连接释放报文，FIN=1，ACK=1，序列号=w，确认号ack=u + 1，给客户端后处于last_ack状态

（4）：客户端收到FIN报文后，发送确认报文，ACK=1，序列号=u+1，确认号ack=w + 1，发送ack后处于tim-wait等待2倍最大报文寿命时长而后进入closed状态，释放TCP连接。服务端收到确认报文后即进入closed状态。

问：为什么要进行第三次握手，而不是二次？

首先要考虑连接时丢包问题，如果是两次，第二次握手时确认报文丢失，而且服务端已做好接收准备（开启一些无用的连接），但客户端未收到确认所以不会发送数据。三次握手的情况，若服务端未收到确认ack报文，就会重新进行第二次握手。

防止服务器端开启一些无用的连接增加服务器开销
防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端

问：为什么连接时是三次，释放时却是四次？

连接时没有特殊要求，而断开时需要考虑数据是否发送完全。
服务端需要等待数据发送完毕再给客户端发送FIN报文，而不能一次性发布确认报文和FIN报文，所以多出了一次。

问：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？

同样是要考虑丢包的问题，如果第四次挥手的报文丢失，服务端没收到确认ack报文就会重发第三次挥手的报文，这样报文一去一回最长时间就是2MSL，所以需要等这么长时间来确认服务端确实已经收到了。

问：TCP有哪些状态，相应状态的含义？

问：TCP和UDP的比较？

TCP向上层提供面向连接的可靠服务，UDP向上层提供无连接不可靠服务。虽然 UDP 并没有 TCP 传输来的准确，但是也能在很多实时性要求高的地方有所作为对数据准确性要求高，速度可以相对较慢的，可以选用TCP

问：说一下dns的原理？

问：TCP拥塞控制？

第三节 HTTP

问：简单谈谈对HTTP的了解？

问：说一下post和put的数据是放在哪个字段？

问：HTTP状态码含义：503，504，505，403，200？

问：GET和POST区别？

问：知道HTTP1.0和1.1的区别么？

问：谈谈什么是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，在传输层使用TCP协议，在网络层使用IP协议。IP协议主要解决网络路由和寻址问题，TCP协议主要解决如何在IP层之上可靠的传递数据包，使在网络上的另一端收到发端发出的所有包，并且顺序与发出顺序一致。TCP有可靠，面向连接的特点。

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网络

第一节 综合