前端热门面试题目（四）——计算机网路篇

计算机网络常见面试题：
计算机网络面试（一）
计算机网络面试（二）
计算机网络速成：
计算机网络速成一
计算机网络速成二
计算机网络速成三

2. HTTP 1.0 和 2.0 的区别

• 连接复用：

  • HTTP/1.0 使用短连接（默认每个请求创建一个 TCP 连接）。
  • HTTP/2.0 支持多路复用，一个 TCP 连接可以并发处理多个请求和响应。

• 头部压缩：

  • HTTP/1.0 没有对请求头压缩。
  • HTTP/2.0 使用 HPACK 算法对头部信息进行压缩，减少网络带宽占用。

• 二进制分帧：

  • HTTP/1.0 使用纯文本协议传输数据。
  • HTTP/2.0 使用二进制格式传输，数据分为帧（Frame），使传输更高效。

• 服务器推送：

  • HTTP/1.0 不支持服务器推送。
  • HTTP/2.0 允许服务器主动推送资源到客户端，减少等待时间。

---

3. TCP 连接是什么

TCP（传输控制协议，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输协议。TCP 连接是指通过三次握手建立的通信链路，用于保证数据的有序传输和完整性。

• 核心特点：
  • 可靠传输：确保数据包按序到达且无丢失。
  • 双向通信：通信双方可以同时发送和接收数据。
  • 面向连接：需要在通信开始前建立连接（三次握手），并在结束时释放连接（四次挥手）。

TCP 主要用于需要高可靠性的应用场景，如文件传输、电子邮件、网页浏览等。

---

4. HTTP 2.0 和 3.0 的区别

• 传输层协议：

  • HTTP/2.0 基于 TCP。
  • HTTP/3.0 基于 QUIC（一种基于 UDP 的协议），提高了传输速度和效率。

• 连接管理：

  • HTTP/2.0 使用 TCP，多路复用解决了大部分队头阻塞问题，但仍受 TCP 队头阻塞的影响。
  • HTTP/3.0 通过 QUIC 协议完全避免了队头阻塞问题。

• 传输速度：

  • HTTP/2.0 的建立连接过程包括 TCP 握手和 TLS 握手，延迟较高。
  • HTTP/3.0 将加密（TLS）集成到 QUIC，减少了连接建立的延迟。

• 数据恢复：

  • HTTP/2.0 中丢失一个数据包会影响整个 TCP 流。
  • HTTP/3.0 的每个流独立处理丢包问题，不影响其他流。

---

5. HTTP 和 HTTPS 的区别

• 协议层次：

  • HTTP 是超文本传输协议，默认端口 80。
  • HTTPS 是在 HTTP 之上加入了 SSL/TLS 协议，用于加密通信，默认端口 443。

• 安全性：

  • HTTP 的数据是明文传输，容易被窃听、篡改。
  • HTTPS 对数据进行加密，提供身份验证和完整性，防止窃听和篡改。

• 性能影响：

  • HTTPS 需要进行加密解密，会增加一些计算开销。
  • 现代优化手段（如 TLS 1.3）使得性能影响微乎其微。

---

6. TCP 是用来解决什么问题

TCP 主要解决以下问题：

1. 数据可靠性：
   • 保证数据包按顺序到达。
   • 丢失的数据包可以重传。
2. 流量控制：
   • 避免发送方传输速度过快导致接收方无法处理。
3. 拥塞控制：
   • 防止网络过载。
4. 双向通信：
   • 提供面向连接的双向可靠通信。

---

7. TCP 和 UDP 的区别

• 连接性：

  • TCP 是面向连接的，需要建立连接（三次握手）。
  • UDP 是无连接的，不需要握手，直接发送数据。

• 可靠性：

  • TCP 提供可靠传输，数据丢失时可重传。
  • UDP 不提供保证，可能出现数据丢失。

• 速度：

  • TCP 较慢，适合需要可靠传输的场景（如文件传输、网页）。
  • UDP 较快，适合对时延敏感的场景（如实时视频、游戏）。

• 数据传输：

  • TCP 按序传输，保证数据完整性。
  • UDP 不保证数据顺序。

---

8. TCP 的粘包和拆包问题

• 粘包：多条数据在传输过程中被接收方合并为一条。
• 拆包：一条数据在传输过程中被分成多条。

原因：

1. 粘包：
   • 发送方将多条数据连续发送，接收方一次性读取了多条。
   • 发送数据长度小于发送缓冲区的大小。
2. 拆包：
   • 数据过大，超过了缓冲区大小，被拆分成多次发送。

解决方法：
3. 固定消息长度：预设每条消息的固定长度。
4. 分隔符：在每条消息后添加特殊的分隔符（如换行符）。
5. 消息头：消息开头加上长度字段，告知接收方本条消息的长度。

1. TCP 的三次握手

TCP 的三次握手是建立连接的过程，用来确保通信双方已经准备好，能可靠地进行数据传输。

• 第一步：客户端发送 SYN 报文，表示请求建立连接，同时初始序列号（Seq=x）。
• 第二步：服务器收到后，返回 SYN+ACK 报文，表示同意建立连接，同时发送自己的初始序列号（Seq=y），并确认客户端的序列号（Ack=x+1）。
• 第三步：客户端收到后，再次发送 ACK 报文，确认服务器的序列号（Ack=y+1），连接建立成功。

三次握手的目的：

1. 确保双方的发送能力和接收能力正常。
2. 同步序列号，初始化双方的数据传输状态。

---

2. TCP 的四次挥手

TCP 的四次挥手是断开连接的过程，确保双方都能安全地释放资源。

• 第一步：客户端发送 FIN 报文，表示不再发送数据，但还能接收数据。
• 第二步：服务器收到后，返回 ACK 报文，表示已接收到客户端的 FIN。
• 第三步：服务器发送 FIN 报文，表示不再发送数据。
• 第四步：客户端收到后，返回 ACK 报文，确认断开连接。

断开连接比建立连接多两次通信，因为 TCP 是全双工通信，双方需要分别确认对方不再发送数据。

---

3. TCP 为什么需要 TIME WAIT 状态

• TIME WAIT 的作用：

  1. 确保最后的 ACK 报文被对方收到：如果服务器未收到 ACK，会重发 FIN。TIME WAIT 确保客户端能接收并处理这些重发的 FIN。
  2. 防止旧连接数据干扰新连接：等待足够时间，让网络中可能残留的旧数据包完全消失。

• TIME WAIT 的持续时间：
  通常是 2 倍的最大报文生存时间（2MSL）。

---

4. TCP 超时重传机制

• 解决的问题：
  当数据包在传输中丢失或未及时收到确认时，通过超时重传机制重新发送，确保数据可靠传输。

• 机制流程：

  1. 发送数据包后启动计时器。
  2. 若在超时时间内未收到 ACK，重新发送数据。
  3. 每次超时重传会增大等待时间（指数退避算法）。

• 典型场景：
  网络拥塞、传输路径中断等导致的确认丢失。

---

5. TCP 滑动窗口的作用

TCP 滑动窗口是一种流量控制机制，用于动态调整发送方能发送的最大数据量，以避免接收方或网络过载。

• 工作原理：

  1. 窗口大小由接收方设置，告知发送方当前可接收的数据量。
  2. 窗口随接收的确认数据滑动，允许发送方发送更多数据。

• 作用：

  1. 提高传输效率：允许发送方在等待 ACK 的同时继续发送数据。
  2. 避免拥塞：通过动态调整窗口大小控制发送速率。

---

6. TCP/IP 四层模型

TCP/IP 是网络通信协议的基础模型，共分为四层：

1. 应用层：
   • 提供应用程序间的通信接口。
   • 协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS。
2. 传输层：
   • 提供端到端的可靠或非可靠传输。
   • 协议：TCP、UDP。
3. 网络层：
   • 负责路由和数据包的转发。
   • 协议：IP、ICMP。
4. 链路层：
   • 负责数据帧的封装和物理传输。
   • 包括以太网、Wi-Fi 等。

---

7. OSI 七层模型

OSI 是理论上的网络通信模型，共分为七层：

1. 物理层：
   • 传输比特流，定义硬件接口。
   • 如网线、光纤。
2. 数据链路层：
   • 负责帧的传输和差错检测。
   • 如以太网协议。
3. 网络层：
   • 负责寻址和路由选择。
   • 如 IP 协议。
4. 传输层：
   • 提供端到端通信。
   • 如 TCP、UDP。
5. 会话层：
   • 管理会话和数据同步。
6. 表示层：
   • 负责数据格式转换和加密。
7. 应用层：
   • 提供用户接口。
   • 如 HTTP、FTP。

---

8. Cookie、Session、Token 的区别

特性	Cookie	Session	Token
存储位置	浏览器（客户端）	服务器	客户端，可能会临时存储在本地
状态保持	无状态（需要每次随请求发送）	有状态（服务器存储会话信息）	无状态（包含自身验证信息）
生命周期	可持久（设定过期时间）	短暂（默认关闭浏览器即失效）	取决于设计，通常有过期时间
安全性	较低，容易被窃取和伪造	较高，数据存储在服务器端	较高，加密且不依赖服务器状态
使用场景	简单用户偏好、保持登录状态	用户认证、状态管理	分布式系统、API 调用

• Cookie：客户端存储数据，常用于保存用户偏好或会话信息。
• Session：服务器存储会话状态，客户端用 Cookie 或其他方式传递会话 ID。
• Token：自包含的加密数据，客户端携带 Token 即可完成身份验证，无需依赖服务器存储会话状态。