2025前端面试热门题目——计算机网络篇

计算机网络篇——面试

1. 到底什么是 TCP 连接?

TCP 连接的定义

TCP（传输控制协议）是一个面向连接的传输层协议。TCP 连接是通过 三次握手 确立的可靠数据通信链路，保证了在不可靠网络（如互联网）上的数据传输的准确性、有序性和完整性。

TCP 连接的特性

1. 面向连接： 通信前建立连接（三次握手），通信结束释放连接（四次挥手）。
2. 可靠传输： 提供数据分段、确认（ACK）、重传机制，确保数据不丢失、不重复。
3. 有序传输： 数据按序号重组，确保顺序。
4. 全双工： 支持双向同时通信。
5. 流量控制与拥塞控制： 防止发送过快或网络拥堵。

---

2. HTTP 1.0 和 HTTP 2.0 有什么区别?

特性	HTTP 1.0	HTTP 2.0
连接复用	不支持，每次请求需建立新连接（无连接复用）。	支持多路复用，一个 TCP 连接可发送多个请求。
传输格式	基于纯文本。	基于二进制帧，效率更高。
头部压缩	不支持，头部信息冗余较大。	支持 HPACK 算法压缩，减少网络传输量。
服务器推送	不支持。	支持服务端主动推送资源（Server Push）。
队头阻塞	存在，阻塞一个请求会影响整个连接性能。	解决了应用层的队头阻塞问题（但仍有 TCP 层问题）。

---

3. HTTP 2.0 和 HTTP 3.0 有什么区别?

特性	HTTP 2.0	HTTP 3.0
底层协议	基于 TCP 协议。	基于 QUIC 协议（UDP）。
连接建立	需要 TCP 三次握手+TLS 握手，延迟较高。	支持 0-RTT 快速握手，大幅降低延迟。
队头阻塞	存在 TCP 队头阻塞问题。	无队头阻塞（QUIC 的流独立）。
加密传输	通过 TLS 实现加密。	内置加密，数据始终安全传输。
部署	需要依赖操作系统的 TCP 协议栈支持。	基于用户态协议，灵活易更新。

---

4. HTTP 和 HTTPS 有什么区别?

特性	HTTP	HTTPS
安全性	明文传输，容易被窃听或篡改。	数据加密传输，防止窃听和篡改。
协议	基于 HTTP 协议。	HTTP+SSL/TLS 实现加密。
端口	默认使用端口 80。	默认使用端口 443。
性能	无需加密计算，性能略高。	数据加密解密需额外计算，性能略低。
证书需求	无需证书。	需要申请 SSL 证书，成本较高。

---

5. TCP 是用来解决什么问题?

TCP 的主要问题解决：

1. 可靠传输： 确保数据包正确、无丢失地到达目标。
   • 解决：序列号、确认机制、超时重传。
2. 顺序传输： 确保数据包按发送顺序到达。
   • 解决：序列号与接收端排序机制。
3. 流量控制： 避免发送端数据过快，导致接收端处理不过来。
   • 解决：滑动窗口协议。
4. 拥塞控制： 避免网络拥堵，降低整体传输性能。
   • 解决：慢启动、拥塞避免算法。

---

6. TCP 和 UDP 有什么区别?

特性	TCP	UDP
连接方式	面向连接（需三次握手）。	无连接，直接发送。
可靠性	可靠传输，有确认和重传机制。	不可靠传输，无确认机制。
数据顺序	有序传输，接收方数据按序排列。	无序传输，数据可能乱序。
开销	开销较大，需要维护连接状态和控制信息。	开销较小，无需连接管理。
速度	速度较慢，但稳定。	速度快，但可能丢包。
适用场景	文件传输、Web 浏览、邮件等需要可靠性的场景。	视频直播、在线游戏、DNS 查询等需要低延迟的场景。

---

7. TCP 的粘包和拆包能说说吗?

粘包和拆包的定义：

• 粘包： 多个小数据包被合并为一个包，接收端无法区分数据边界。
• 拆包： 一个大数据包被拆分为多个小包传输。

产生原因：

1. 粘包：

   • 发送端将多个小数据包合并为一个大数据包（节约资源）。
   • TCP 流是无边界的，接收端无法判断每个数据包的分界点。

2. 拆包：

   • 单个数据包大小超过了 TCP 最大传输单元（MTU）。

解决方法：

1. 固定长度协议：

   • 每个数据包规定固定长度，接收端按长度解析。

2. 分隔符协议：

   • 使用特定分隔符（如 \n 或 \r\n）标记数据边界。

3. 长度前缀协议：

   • 在数据包前附加长度信息，接收端根据长度解析。

示意图：

• 粘包：

  发送端：包1[Hello] + 包2[World] => 合并为 [HelloWorld]
  接收端：无法区分 Hello 和 World。
  

• 拆包：

  发送端：包 [LargeData]
  接收端：分为 [Large] 和 [Data]
  

代码举例：

# 粘包问题示例：发送两条消息，但接收端读取到的是拼接后的数据
client.send("Hello".encode())
client.send("World".encode())# 接收端可能收到：HelloWorld

1. 说说 TCP 的三次握手?

TCP 的三次握手是建立连接的过程，用于确保通信双方都准备好数据传输并确认网络稳定。

三次握手步骤：

1. 第一次握手（SYN）：
   客户端发送一个带 SYN（同步）标志的数据包，表示请求建立连接，同时指明自己的初始序列号 (Seq = x)。

2. 第二次握手（SYN-ACK）：
   服务器收到客户端的 SYN 后，发送一个带 SYN 和 ACK 标志的数据包，表示同意连接，并告知自己的初始序列号 (Seq = y) 和确认号 (Ack = x+1)。

3. 第三次握手（ACK）：
   客户端收到 SYN-ACK 后，发送一个带 ACK 标志的数据包，确认号 (Ack = y+1)，表示握手完成，连接建立。

示意图：

客户端                服务端|---SYN(x)--->||<--SYN-ACK(y)-||---ACK(x+1)--->|
连接建立成功

---

2. 说说 TCP 的四次挥手?

TCP 的四次挥手是断开连接的过程，用于保证双方都可以正常关闭通信。

四次挥手步骤：

1. 第一次挥手（FIN）：
   客户端发送一个带 FIN 标志的数据包，表示数据发送完毕，请求关闭连接。

2. 第二次挥手（ACK）：
   服务器收到 FIN 后，发送 ACK 确认，表示同意关闭连接，但可能还有未处理完的数据。

3. 第三次挥手（FIN）：
   服务器处理完数据后，发送 FIN 请求，表示可以关闭连接。

4. 第四次挥手（ACK）：
   客户端收到 FIN 后，发送 ACK 确认，并进入 TIME_WAIT 状态，等待一段时间以确保服务器收到 ACK。

示意图：

客户端                服务端|---FIN--->||<---ACK---||<---FIN---||---ACK--->|
连接断开成功

---

3. 为什么 TCP 挥手需要有 TIME_WAIT 状态?

TIME_WAIT 的作用：

1. 确保数据的可靠性：

   • 确保服务器收到客户端的最后一个 ACK，如果服务器未收到，会重新发送 FIN。

2. 避免端口重用：

   • 等待旧连接的残留数据清理完毕，避免新连接受到干扰。

TIME_WAIT 的持续时间：

• 通常为 2 × 最大报文段寿命（2×MSL），约 60~240 秒。

---

4. TCP 超时重传机制是为了解决什么问题?

超时重传机制的目的：

确保数据可靠传输，即使由于网络丢包、拥塞等原因导致数据包未被接收。

工作流程：

1. 发送方发送数据包并启动定时器。
2. 若在超时时间内未收到确认（ACK），则重新发送数据包。
3. 若多次超时仍无响应，则认为连接中断。

关键参数：

• RTT（Round Trip Time）： 确认包的往返时间。
• RTO（Retransmission Timeout）： 超时时间动态调整，通常为 RTT 的倍数。

---

5. TCP 滑动窗口的作用是什么?

滑动窗口的作用：

控制数据的流量，防止发送方发送过快导致接收方处理不过来。

特点：

1. 动态调整窗口大小：
   • 窗口大小表示发送方可连续发送的最大数据量，无需逐一等待确认。
2. 提高传输效率：
   • 通过批量发送多个数据包，减少等待时间。

示意图：

滑动窗口机制：

窗口大小 = 4
发送方： [1] [2] [3] [4] | [5] [6]
接收方： ACK [1] => 滑动窗口更新 => [5] 可发送

---

6. TCP/IP 四层模型是什么?

TCP/IP 模型层次：

1. 应用层：
   提供用户直接使用的网络服务（如 HTTP、DNS、SMTP）。

2. 传输层：
   提供可靠或不可靠的端到端通信（如 TCP、UDP）。

3. 网络层：
   确定路由并传输数据包（如 IP 协议）。

4. 网络接口层：
   定义数据在物理网络上的传输方式（如 Ethernet）。

---

7. OSI 七层模型是什么?

层次	功能描述	示例协议
应用层	为用户提供网络服务接口。	HTTP、FTP、SMTP
表示层	数据格式转换和加密解密。	SSL、TLS
会话层	建立、管理和终止会话。	NetBIOS
传输层	提供可靠传输或无连接服务。	TCP、UDP
网络层	选择路由并传输数据包。	IP、ICMP、ARP
数据链路层	确保数据在同一网络中的节点间可靠传输。	Ethernet、PPP
物理层	负责硬件设备间的数据传输。	光纤、电缆等传输介质。

---

8. Cookie、Session、Token 之间有什么区别?

特性	Cookie	Session	Token
存储位置	客户端浏览器。	服务器端。	客户端，通常结合 Authorization 头传输。
安全性	较低，易被篡改或劫持。	较高，敏感数据存储在服务器。	高，通过签名防篡改。
生命周期	有效期受限于设置的失效时间。	随 Session 存续，通常依赖 Cookie。	有效期受限于令牌的过期时间。
适用场景	简单状态管理（如购物车）。	用户认证、敏感数据操作。	跨域认证、分布式系统。

---

9. 如何解决页面请求接口大规模并发问题?

解决思路：

1. 前端优化：

   • 合并请求：减少接口调用次数。
   • 缓存策略：使用浏览器缓存或 CDN。
   • 限流：对请求进行排队或批量处理。

2. 服务端优化：

   • 负载均衡： 使用 Nginx 或 LVS 分担流量。
   • 分布式架构： 数据库、缓存服务（如 Redis）分片部署。
   • 数据库优化： 建立索引、读写分离。

3. 缓存机制：

   • 使用 CDN 分担流量压力。
   • 热点数据缓存到 Redis 或 Memcached。

4. 消息队列：

   • 使用 RabbitMQ、Kafka 等，将请求异步化，平滑高峰流量。

5. 监控与扩展：

   • 监控系统性能，动态扩展服务器。