常见面试题之计算机网络

1. OSI 五层模型（或七层模型）是什么，每一层的作用是什么

1. 应用层：又可细分为应用层、表示层、会话层。其中应用层主要做的工作就是为应用程序提供服务，常见的协议为 HTTP、HTTPS、DNS等；表示层主要做的工作就是数据格式转化、加密；会话层主要做的工作就是建立、管理和维护会话。总体来看应用层主要负责的工作有两点，1. 考虑在客户端和服务端之间要传输哪些信息；2. 传输的信息是以什么样的格式来组织的；
2. 传输层：主要的工作就是负责管理端到端之间数据的连接，常见的协议有TCP、UDP协议；
3. 网络层：主要的工作就是负责路由选择和地址映射，常见的协议有IP、ICMP协议；
4. 数据链路层：主要的工作就是负责建立逻辑连接，进行硬件地址寻址、差错校验等，常见的协议为以太网协议；
5. 物理层：主要的工作是建立、维护和断开物理连接；

2. 说一下什么是封装和复用

可以查看我的另一篇博客：封装和复用

3. 说一说TCP协议中的机制（比如确认应答机制、三次握手和四次挥手等）

可以查看我的另一篇博客：TCP/IP协议

4. HTTP和HTTPS协议的区别

HTTP是超文本传输协议，它在传输信息的时候，是明文的格式，一些隐私信息就很容易泄露；

HTTPS是超文本传输安全协议，这个安全协议指的就是SSL，通过SSL对信息进行加密，确保信息不会被第三方截取 ，也就是在应用层和传输层之间加上SSL安全协议；

相同点：都是用于在客户端和服务器之间传输数据的协议；

不同点：

1. HTTP是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS对应信息进行了SSL安全协议的加密；

2. HTTP连接的端口号默认是80，HTTPS连接的端口号默认是443；

3. HTTP的连接是无状态的，而HTTPS协议由HTTP+SSL协议构建加密传输、身份认证的网络协议，比如HTTP协议安全；

5. HTTPS的连接工作流程

主要从3个方面来考虑，加密、认证、完整性保护

1. 客户端先给服务器发送一个连接的请求SYN；

2. 服务器收到客户端的连接请求后，就会生成一个非对称秘钥（公钥和私钥），公钥用来发送给客户端对客户端产生的对称秘钥进行加密，私钥用于接收解密获取对称秘钥；

3. 服务器向客户端发送安全证书，安全证书中包含服务器生成的公钥；

4. 客户端收到安全证书后，对安全证书进行验证和解密，然后随机生成一个对称秘钥；

5. 客户端将生成的对称秘钥通过服务器的公钥加密，发送给服务器；

6. 服务器收到加密的对称秘钥，使用自己的私钥对其进行解密；

7. 双发都收到了对称秘钥，就可以对信息进行加密，相互通信，保证信息安全；

8. 握手完成后，客户端和服务器之间的通信将使用共享的密钥进行加密和解密。

6. HTTP的长链接和短链接：

• HTTP长链接（Keep-Alive）： HTTP/1.1引入了长连接，也称为持久连接。长连接允许客户端和服务器在一次TCP连接上进行多次HTTP请求和响应，减少了连接的建立和断开开销，提高了性能。

• HTTP短链接： 在HTTP/1.0中，每个HTTP请求都需要建立一个新的TCP连接，然后立即关闭。这种方式被称为短链接，因为每次请求都需要重新建立连接，效率较低。

7. DNS 是什么

DNS：是一种域名解析的协议，用于将直接可读（比较有标识）的域名转化为计算机可以识别的IP地址。流程是：

1. 域名查询请求：当用户在Web浏览器中输入一个域名的时候，先在本地的DNS缓存中查找对应的IP地址，如果找不到，就发送一个DNS查询的请求给本地的DNS服务器。

2. 本地DNS服务器查询：在接收到查询请求后，他先查看自己的缓存，如果找到对应的IP地址，就返回给客户端，否则就发起迭代查询

3. 迭代查询：本地DNS服务向根域名服务发送查询请求，根域名服务器返回指向顶级域名服务器的地址。

4. 顶级域名服务器查询：本地DNS服务器再次发送查询请求给顶级域名服务器，该服务器返回指向目标域名服务器的地址。

5. 目标域名服务器查询：最终，本地DNS服务器将查询发送给目标域名服务器，目标域名服务器返回域名对应的IP地址。

8. FTP 是什么

FTP：是一种文件传输的协议，它允许用户从一个计算机（FTP客户端）到另一个计算机（FTP）服务器传输文件。流程是：

1. 建立连接：FTP使用TCP协议，在客户端和服务器之间建立双向连接。默认情况下，FTP服务器监听端口21，客户端使用端口20和服务器进行数据传输。

2. 用户认证：一旦连接建立，客户端需要提供用户名和密码进行认证，以便访问FTP服务器。这通常是通过FTP客户端软件完成的。

3. 访问目录：一旦认证成功，客户端可以访问服务器上的文件系统。FTP支持各种命令，允许客户端列出目录内容、切换目录、创建目录、删除文件等。

4. 上传文件：客户端可以使用FTP命令将文件从本地计算机上传到服务器。通常使用PUT命令来执行此操作。客户端指定要上传的本地文件路径和服务器上的目标路径。

5. 下载文件：客户端可以使用FTP命令从服务器下载文件。通常使用GET命令来执行此操作。客户端指定要下载的服务器文件路径和本地保存的目标路径。

6. 被动模式和主动模式：FTP可以在被动模式（PASV）和主动模式（PORT）之间进行切换，以适应不同的网络配置。在被动模式下，客户端在随机端口上等待服务器的连接，而在主动模式下，客户端在随机端口上连接服务器。

7. 传输模式：FTP支持两种传输模式，二进制传输和ASCII传输。二进制传输用于非文本文件，而ASCII传输用于文本文件。用户可以根据需要选择传输模式。

8. 断点续传：FTP允许客户端在传输中断后恢复传输，从上次中断的地方继续。这对于大文件的传输非常有用。

9. 关闭连接：一旦文件传输完成或会话结束，客户端可以发送QUIT命令，以关闭与服务器的连接。

9. ARP 是什么

ARP：是一种用于将IP地址转化为MAC地址的一种协议，方便在网络上进行通信。流程为： ARP解析是在本地网络中进行的，主要用于确认通信双方的MAC地址，以便在链路层进行通信。

1. 主机A发送ARP请求：当主机A需要与主机B通信时，它首先检查本地ARP缓存以查找主机B的MAC地址。如果缓存中没有，主机A将发送一个ARP请求广播，包含主机B的IP地址。

2. ARP请求广播：ARP请求广播会传播到本地网络上的所有主机。只有主机B会响应这个请求，因为它知道自己的IP地址与请求中的IP地址匹配。

3. 主机B响应ARP请求：主机B收到ARP请求后，它将发送一个ARP响应包含自己的MAC地址。这个响应直接发送给主机A，而不是广播。

4. 主机A更新ARP缓存：主机A收到主机B的响应后，它会将主机B的IP地址与MAC地址映射存储到本地ARP缓存中，以便以后的通信。

5. 通信建立：现在，主机A知道了主机B的MAC地址，可以使用它来构建数据帧，并将数据帧发送到主机B，建立通信连接。

10. 一个完整的HTTP请求和响应需要包含哪些信息

请求：请求行（请求类型、URL、HTTP版本）、请求头、请求数据

响应：状态行（协议版本号、状态码、状态消息）、响应头、响应体

11. 一次完整的HTTP请求所经历几个步骤?

HTTP通信机制是在一次完整的HTTP通信过程中，Web浏览器与Web服务器之间将完成下列7个步骤：

1. 建立TCP连接
2. Web浏览器向Web服务器发送请求行
3. Web浏览器发送请求头
4. Web服务器应答
5. Web服务器发送应答头
6. Web服务器向浏览器发送数据
7. Web服务器关闭TCP连接

12. 响应状态码

• 1xx: 指示信息--表示请求已接收，继续处理；
• 2xx: 成功--表示请求已被成功接收、理解、接受；
• 3xx: 重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作；
• 4xx: 客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现；
• 5xx: 服务器端错误--服务器未能实现合法的请求；

常见的状态码：

1. 200 OK //客户端请求成功
2. 400 Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
3. 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
4. 403 Forbidden //服务器收到请求，但是拒绝提供服务
5. 404 Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL
6. 500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误
7. 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

13. HTTP 请求的类型

1. get：请求指定的页面信息，并返回实体主体。
2. head: 类似于get请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头 POST 向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。
3. post：请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
4. put：从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
5. delete：请求服务器删除指定的页面。
6. connect：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
7. options：允许客户端查看服务器的性能。
8. trace：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

14. get和 post 的区别

1. 目的：get请求用于从服务器获取资源，多次请求不会对服务器产品副作用；post 请求用于向服务器提交数据，多次请求可能会对服务器产生副作用。

2. 数据传递方式：get请求是通过url查询参数进行的，数据在url上，而且有长度限制；post请求数据传递是通过http请求体进行的，数据是不可见的（相对的）

3. 安全性：get数据附在url中，所以浏览器、服务器等会把数据保存下来，不适合传输敏感信息；post请求数据传递时在请求体中，所以相对更安全。

4. 缓存：get请求通过会被浏览器缓存，比如请求相同url时；post请求通常不会被浏览器缓存。

5. 使用场景：get请求一般用户获取数据的场景；post请求一般用户向服务器提交数据。

15.TCP和UDP的区别？

UDP：无连接、不可靠传输、面向数据报、半双工；

TCP：有连接、可靠传输、面向字节流、全双工；

适用场景：

TCP适用于对于效率要求相对较低 ，但准确性相对较高的场景：比如网页浏览器、文件传输；

UDP适用于对于效率要求高，但准确性相对较低的场景；比如音频流和视频流；

16. UDP不连接为什么可以发送数据

UDP不需要在通信前建立连接，因此它可以立即发送数据。UDP的无连接性使其更加简单和高效，适用于实时应用和多播通信等场景。UDP数据包包含目标主机的IP地址和端口信息，使得它可以直接将数据发送给目标主机，而不需要建立复杂的连接和状态跟踪。

17. TCP与UDP首部开销分别是多少？

TCP首部开销比较大，20个字节；UDP首部开销小，8个字节；

18. cookie和session的区别

1. 存储位置不同：Cookie可以存储在浏览器或者本地，Session只能存在服务器；
2. 存储的数据类型不同：session 能够存储任意的 java 对象，cookie 只能存储 String 类型的对象；
3. 安全性不同：Session比Cookie更具有安全性（Cookie有安全隐患，通过拦截或本地文件找得到你的cookie后可以进行攻击）；
4. 对服务器压力不同：Session占用服务器性能，Session过多，增加服务器压力；
5. 存储容量大小不同：cookie存储的容量一般不超过4k，session存储容量大小没限制；
6. 存储有效性不同：cookie可以长期存储，只要不超过设置的过期时间，可以一直存储。
   session在超过一定的操作时间(通常为30分钟)后会失效；

19. DHCP协议是什么

DHCP是动态主机配置协议，主要是用于集中对用户IP地址进行动态管理和配置的协议，DHCP采用C/S（客户端/服务器）通信模式，协议报文基于UDP的方式进行交互，采用67（DHCP服务器）和68（DHCP客户端）两个端口号。DHCP实现了网络参数配置的自动化，降低了客户端的配置和维护成本。

20. socket是什么

socket 是应用层与传输层的一个抽象，将复杂的TCP/IP协议隐藏在socket接口后，只对应用层暴露简单的接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式。

socket是一种特殊的文件，它也有文件描述符，进程可以打开一个socket，并且像处理文件一样对它进行read()和write()操作，而不关心数据是怎么在网络上传输的。

21. 网络中进程之间如何通信？

本地的进程间通信（IPC）有很多种方式，但可以总结为下面4类：

• 消息传递（管道、命名管道FIFO、消息队列）
• 同步（互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量）
• 共享内存（匿名的和具名的）
• 远程过程调用（Solaris门和Sun RPC）

要讨论的是网络中进程之间如何通信？首要解决的问题是如何唯一标识一个进程，否则通信无从谈起！在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程，但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题，网络层的“ip地址”可以唯一标识网络中的主机，而传输层的“协议+端口”可以唯一标识主机中的应用程序（进程）。这样利用三元组（ip地址，协议，端口）就可以标识网络的进程了，网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。