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title: 常见面试题之计算机网络
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  date: 2021/05/13

作者：hackett

微信公众号：加班猿

计算机网络

1 请你说一下 TCP 怎么保障可靠性，并且简述一下 TCP 建设连贯和断开连接的过程

TCP 保障可靠性：

（1）序列号、确认应答、超时重传

数据达到接管方，接管方须要收回一个确认应答，示意曾经收到该数据段，并且确认序号会阐明了它下一次须要接管的数据序列号。如果发送发迟迟未收到确认应答，那么可能是发送的数据失落，也可能是确认应答失落，这时发送方在期待肯定工夫后会进行重传。这个工夫个别是 2 *RTT(报文段往返工夫）+ 一个偏差值。

（2）窗口管制与高速重发管制 / 疾速重传（反复确认应答）

TCP 会利用窗口管制来进步传输速度，意思是在一个窗口大小内，不必肯定要等到应答能力发送下一段数据，窗口大小就是无需期待确认而能够持续发送数据的最大值。如果不应用窗口管制，每一个没收到确认应答的数据都要重发。

应用窗口管制，如果数据段 1001-2000 失落，前面数据每次传输，确认应答都会不停地发送序号为 1001 的应答，示意我要接管 1001 开始的数据，发送端如果收到 3 次雷同应答，就会立即进行重发；但还有种状况有可能是数据都收到了，然而有的应答失落了，这种状况不会进行重发，因为发送端晓得，如果是数据段失落，接收端不会放过它的，会疯狂向它揭示 ……

（3）拥塞管制

如果把窗口定的很大，发送端间断发送大量的数据，可能会造成网络的拥挤（大家都在用网，你在这狂发，吞吐量就那么大，当然会堵），甚至造成网络的瘫痪。所以 TCP 在为了避免这种状况而进行了拥塞管制。

慢启动：定义拥塞窗口，一开始将该窗口大小设为 1，之后每次收到确认应答（通过一个 rtt），将拥塞窗口大小 *2。

拥塞防止：设置慢启动阈值，个别开始都设为 65536。拥塞防止是指当拥塞窗口大小达到这个阈值，拥塞窗口的值不再指数回升，而是加法减少（每次确认应答 / 每个 rtt，拥塞窗口大小 +1），以此来防止拥塞。

将报文段的超时重传看做拥塞，则一旦产生超时重传，咱们须要先将阈值设为以后窗口大小的一半，并且将窗口大小设为初值 1，而后从新进入慢启动过程。

疾速重传：在遇到 3 次反复确认应答（高速重发管制）时，代表收到了 3 个报文段，然而这之前的 1 个段失落了，便对它进行立刻重传。

而后，先将阈值设为以后窗口大小的一半，而后将拥塞窗口大小设为慢启动阈值 + 3 的大小。

这样能够达到：在 TCP 通信时，网络吞吐量出现逐步的回升，并且随着拥挤来升高吞吐量，再进入缓缓回升的过程，网络不会轻易的产生瘫痪。

TCP 建设连贯和断开连接的过程：

三次握手：

\1. Client 将标记位 SYN 置为 1，随机产生一个值 seq=J，并将该数据包发送给 Server，Client 进入 SYN_SENT 状态，期待 Server 确认。

\2. Server 收到数据包后由标记位 SYN= 1 晓得 Client 申请建设连贯，Server 将标记位 SYN 和 ACK 都置为 1，ack=J+1，随机产生一个值 seq=K，并将该数据包发送给 Client 以确认连贯申请，Server 进入 SYN_RCVD 状态。

\3. Client 收到确认后，查看 ack 是否为 J +1，ACK 是否为 1，如果正确则将标记位 ACK 置为 1，ack=K+1，并将该数据包发送给 Server，Server 查看 ack 是否为 K +1，ACK 是否为 1，如果正确则连贯建设胜利，Client 和 Server 进入 ESTABLISHED 状态，实现三次握手，随后 Client 与 Server 之间能够开始传输数据了。

四次挥手：

因为 TCP 连贯时全双工的，因而，每个方向都必须要独自进行敞开，这一准则是当一方实现数据发送工作后，发送一个 FIN 来终止这一方向的连贯，收到一个 FIN 只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，然而在这个 TCP 连贯上依然可能发送数据，直到这一方向也发送了 FIN。首先进行敞开的一方将执行被动敞开，而另一方则执行被动敞开。

1. 数据传输完结后，客户端的利用过程收回连贯开释报文段，并进行发送数据，客户端进入 FIN_WAIT_1 状态，此时客户端仍然能够接管服务器发送来的数据。

2. 服务器接管到 FIN 后，发送一个 ACK 给客户端，确认序号为收到的序号 +1，服务器进入 CLOSE_WAIT 状态。客户端收到后进入 FIN_WAIT_2 状态。

3. 当服务器没有数据要发送时，服务器发送一个 FIN 报文，此时服务器进入 LAST_ACK 状态，期待客户端的确认

4. 客户端收到服务器的 FIN 报文后，给服务器发送一个 ACK 报文，确认序列号为收到的序号 +1。此时客户端进入 TIME_WAIT 状态，期待 2MSL（MSL：报文段最大生存工夫），而后敞开连贯。

2 请你说一说 TCP 的模型

四层 TCP/IP 模型如下：

3 请答复一下 HTTP 和 HTTPS 的区别，以及 HTTPS 有什么毛病？

HTTP 协定和 HTTPS 协定区别如下：

1）HTTP 协定是以明文的形式在网络中传输数据，而 HTTPS 协定传输的数据则是通过 TLS 加密后的，HTTPS 具备更高的安全性

2）HTTPS 在 TCP 三次握手阶段之后，还须要进行 SSL 的 handshake，协商加密应用的对称加密密钥

3）HTTPS 协定须要服务端申请证书，浏览器端装置对应的根证书

4）HTTP 协定端口是 80，HTTPS 协定端口是 443

HTTPS 长处：

HTTPS 传输数据过程中应用密钥进行加密，所以安全性更高

HTTPS 协定能够认证用户和服务器，确保数据发送到正确的用户和服务器

HTTPS 毛病：

HTTPS 握手阶段延时较高：因为在进行 HTTP 会话之前还须要进行 SSL 握手，因而 HTTPS 协定握手阶段延时减少

HTTPS 部署老本高：一方面 HTTPS 协定须要应用证书来验证本身的安全性，所以须要购买 CA 证书；另一方面因为采纳 HTTPS 协定须要进行加解密的计算，占用 CPU 资源较多，须要的服务器配置或数目高

4 请你说一说 HTTP 返回码

HTTP 协定的响应报文由状态行、响应头部和响应包体组成，其响应状态码总体形容如下：

1xx：批示信息 – 示意申请已接管，持续解决。

2xx：胜利 – 示意申请已被胜利接管、了解、承受。

3xx：重定向 – 要实现申请必须进行更进一步的操作。

4xx：客户端谬误 – 申请有语法错误或申请无奈实现。

5xx：服务器端谬误 – 服务器未能实现非法的申请。

常见状态代码、状态形容的具体阐明如下。

200 OK：客户端申请胜利。

206 partial content 服务器曾经正确处理局部 GET 申请，实现断点续传或同时分片下载，该申请必须蕴含 Range 申请头来批示客户端冀望失去的范畴

300 multiple choices（可选重定向）: 被申请的资源有一系列可供选择的反馈信息，由浏览器 / 用户自行抉择其中一个。

301 moved permanently（永恒重定向）：该资源已被永恒挪动到新地位，未来任何对该资源的拜访都要应用本响应返回的若干个 URI 之一。

302 move temporarily(长期重定向)：申请的资源当初长期从不同的 URI 中取得，

304：not modified : 如果客户端发送一个待条件的 GET 申请并且该申请以经被容许，而文档内容未被扭转，则返回 304, 该响应不蕴含包体（即可间接应用缓存）。

403 Forbidden：服务器收到申请，然而回绝提供服务。

404 not Found：申请资源不存在，举个例子：输出了谬误的 URL。

5 请你说一说 IP 地址作用，以及 MAC 地址作用

MAC 地址是一个硬件地址，用来定义网络设备的地位，次要由数据链路层负责。而 IP 地址是 IP 协定提供的一种对立的地址格局，为互联网上的 每一个网络和每一台主机调配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理地址的差别。

6 请答复 OSI 七层模型和 TCP/IP 四层模型，每层列举 2 个协定

OSI 七层模型及其蕴含的协定如下:

应用层: 容许拜访 OSI 环境的伎俩, 传输单位为 APDU，次要包含的协定为 FTP HTTP DNS

表示层: 对数据进行翻译、加密和压缩, 传输单位为 PPDU，次要包含的协定为 JPEG ASII

会话层：建设、治理和终止会话，传输单位为 SPDU，次要包含的协定为 RPC NFS

传输层：提供端到端的牢靠报文传递和谬误复原，传输单位为报文, 次要包含的协定为 TCP UDP

网络层：负责数据包从源到宿的传递和网际互连，传输单位为包, 次要包含的协定为 IP ARP ICMP

数据链路层: 将比特组装成帧和点到点的传递, 传输单位为帧, 次要包含的协定为 MAC VLAN PPP

物理层: 通过媒介传输比特, 确定机械及电气标准, 传输单位为 bit，次要包含的协定为：IEE802.3 CLOCK RJ45

TCP/IP 4 层模型包含：

应用层:HTTP DNS SMTP

网络接口层：MAC VLAN

网络层:IP ARP ICMP

传输层:TCP UDP

7 为什么是三次握手？不是两次、四次？

接下来以三个方面剖析三次握手的起因：

1）三次握手才能够阻⽌ 反复历史连贯的初始化（次要起因）报文网络拥挤

2）三次握手才能够 同步单方的初始序列号

3）三次握手才能够 防止资源节约

8 如果曾经建设了连贯，然而客户端忽然呈现故障了怎么办？

第一种，对端程序是失常工作的。当 TCP 保活的探测报文发送给对端, 对端会失常响应，这样 TCP 保活工夫会被重置，期待下一个 TCP 保活工夫的到来。

    第二种，对端程序解体并重启。当 TCP 保活的探测报文发送给对端后，对端是能够响应的，但因为没有该连贯的无效信息，** 会产生一个 RST 报⽂ **，这样很快就会发现 TCP 连贯曾经被重置。第三种，是对端程序解体，或对端因为其余起因导致报文不不可达。当 TCP 保活的探测报文发送给对端后，石沉大海，没有响应，间断几次，达到保活探测次数后，**TCP 会报告该 TCP 连贯曾经死亡 **。

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