6-《网络面试》

1.http是什么？http的工作机制？http报文？

Hypertext Transfer Protocol 超文本传输协议

1.1 http工作机制：

浏览器:

• 1.用户输入地址后回车或点击链接
• 2.浏览器拼装http报文并发送给服务器
• 3.服务器处理请求后发送响应报文给浏览器
• 4.浏览器解析响应报文并使用渲染引擎显示到界面

手机app:

• 1.用户点击或界面自动触发联网请求
• 2.android 代码调用拼装http报文并发送请求到服务器
• 3.服务器处理请求后发送响应报文给手机
• 4.android代码处理响应报文并做出相应处理（存储数据，显示数据到界面等）

1.2 URL和http报文

URL格式分三部分：协议类型、服务器地址（和端口号）、路径（path）
如：http://baidu.com/user?sex=man

报文格式分为请求报文和响应报文。

请求报文：

响应报文：

2. HTTP请求方法和状态码

请求方法 :

**GET-----------获取资源；没有body
POST---------增加或修改资源；有body
PUT-----------修改资源；有body
DELETE-----删除资源；没有body
HEAD--------与GET类似，但服务器只通过HTTP响应头返回资源的信息（如文件大小，类型等），响应报文段的数据实体为空

状态码：
1xx------------临时性消息（请求已被接受，需要继续处理,如100（继续发送）、101（正在切换协议））
2xx------------成功
3xx------------重定向（如301（永久移动）、302（暂时移动）、304（内容未改变））
4xx------------客户端错误（如400（客户端请求错误）、404（找不到内容））
5xx------------服务器错误**

客户端错误和服务端错误分开，利于程序员调试。

3.Get和Post的区别

标准答案（参考w3schools）：

• GET在浏览器回退时是无害的，而POST会再次提交请求。
• GET请求会被浏览器主动cache，而POST不会，除非手动设置。
• GET请求只能进行url编码，而POST支持多种编码方式。
• GET请求参数会被完整保留在浏览器历史记录里，而POST中的参数不会被保留。
• GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的，而POST没有。
• 对参数的数据类型，GET只接受ASCII字符，而POST没有限制。
• GET比POST更不安全，因为参数直接暴露在URL上，所以不能用来传递敏感信息。
• GET参数通过URL传递，POST放在Request body中。
• GET产生的URL地址可以被Bookmark，而POST不可以。

“很遗憾，这不是我们要的回答！”

请告诉我真相。。。

如果我告诉你GET和POST本质上没有区别你信吗？

让我们扒下GET和POST的外衣，坦诚相见吧！

HTTP只是个行为准则，而TCP才是GET和POST怎么实现的基本。业界不成文的规定是，（大多数）浏览器通常都会限制url长度在2K个字节，而（大多数）服务器最多处理64K大小的url。超过的部分，恕不处理。如果你用GET服务，在request body偷偷藏了数据，不同服务器的处理方式也是不同的，有些服务器会帮读出数据，有些服务器直接忽略，所以，虽然GET可以带request body，也不能保证一定能被接收到哦。

GET和POST还有一个重大区别，简单的说：
GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包。

长的说：

对于GET方式的请求，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200（返回数据）；

而对于POST，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok（返回数据）。

因为POST需要两步，时间上消耗的要多一点，看起来GET比POST更有效。因此Yahoo团队有推荐用GET替换POST来优化网站性能。但这是一个坑！跳入需谨慎。为什么？

• 1.GET与POST都有自己的语义，不能随便混用。

• 2.据研究，在网络环境好的情况下，发一次包的时间和发两次包的时间差别基本可以无视。而在网络环境差的情况下，两次包的TCP在验证数据包完整性上，有非常大的优点。

• 3.并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包，Firefox就只发送一次。

4.HTTP的Header解析

扩充知识：DNS查询 Domain Name System 即域名查询系统，通过域名（如api.github.com，域名方便我们记）查询ip地址

Header的作用： HTTP消息的元数据（metadata），主要有：
最常见的Content-Type，主要有4种

1.text/html

请求web页面时返回响应的类型，Body中返回html文本，格式如下

2.x-www-form-urlencoded

web页面纯文本表单的提交方式

对应retrofit的代码：

3.multipart/form-data

web页面含有二进制文件时的提交方式

对应retrofit代码：

4.application/json,image/jpeg,application/zip

单项内容（文本或非文本都可以），用于WebApi的响应或者POST/PUT的请求

1. 请求中提交json,如：{“name”:“rengwuxian”,“gender”:“male”}

对应retrofit代码：

2.请求中提交二进制内容：

对应retrofit代码：

5.TCP/IP协议族

概念：一系列协议组成的一个网络分层模型

1.为什么要分层？

因为网络的不稳定性

具体分层：

应用层：HTTP、FTP、DNS
传输层：TCP、UDP
网络层：IP
数据链路层：以太网、Wi-Fi

2.TCP连接

TCP概述:TCP把连接作为最基本的对象，每一条TCP连接都有两个端点，这种端点我们叫作套接字（socket），它的定义为端口号拼接到IP地址即构成了套接字，例如，若IP地址为192.3.4.16 而端口号为80，那么得到的套接字为192.3.4.16:80。

什么叫连接？
通信双方建立确认可以通信，不会讲对方的消息丢弃，即为建立连接。

为什么要有长连接？
因为移动网络并不在internet中，而是在运营商的内网，并不具有真正的公网ip,因此当某个TCP连接在一段时间不通信后，网关会出于性能考虑关闭这条TCP连接和网关的连接通道，导致TCP连接被动关闭

长连接的实现方式
心跳机制。即在一定时间间隔内，使用TCP连接发送超短无意义消息来让网关不能讲自己定义为空闲连接，从而防止网关将自己关闭。
此外，长连接并不是永久连接的。如果一段时间内（具体的时间长短，是可以在header当中进行设置的，也就是所谓的超时时间），这个连接没有HTTP请求发出的话，那么这个长连接就会被断掉。

3.TCP为什么建立连接是三次握手，关闭连接却是四次挥手呢？

字段含义：主要了解下ACK（确认）、SYN(同步)、FIN(终止)

序列号seq：占4个字节，用来标记数据段的顺序，TCP把连接中发送的所有数据字节都编上一个序号，第一个字节的编号由本地随机产生；给字节编上序号后，就给每一个报文段指派一个序号；序列号seq就是这个报文段中的第一个字节的数据编号。

确认号ack：占4个字节，期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号；序列号表示报文段携带数据的第一个字节的编号；而确认号指的是期望接收到下一个字节的编号；因此当前报文段最后一个字节的编号+1即为确认号。

确认ACK：占1位，仅当ACK=1时，确认号字段才有效。ACK=0时，确认号无效

同步SYN：连接建立时用于同步序号。当SYN=1，ACK=0时表示：这是一个连接请求报文段。若同意连接，则在响应报文段中使得SYN=1，ACK=1。因此，SYN=1表示这是一个连接请求，或连接接受报文。
SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

终止FIN：用来释放一个连接。FIN=1表示：此报文段的发送方的数据已经发送完毕，并要求释放运输连接

PS：ACK、SYN和FIN这些大写的单词表示标志位，其值要么是1，要么是0；ack、seq小写的单词表示序号。

三次握手过程解析：

第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

三次握手总结：建立连接的时候， 服务器在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。

四次挥手过程解析：

• 1）客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。

• 2）服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。

• 3）客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。

• 4）服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

• 5）客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

• 6）服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

四次挥手总结：关闭连接时，服务器收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据，而自己也未必全部数据都发送给对方了，所以己方可以立即关闭，也可以发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接，因此，己方ACK和FIN一般都会分开发送，从而导致多了一次。

常见面试题

【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中SYN报文是用来同步的，ACK报文是用来应答的。
但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步挥手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到2MSL，Client都没有再次收到FIN，那么Client推断ACK已经被成功接收，则结束TCP连接。

【问题3】为什么不能用两次握手进行连接？

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
（第一次握手告知服务端，第二次握手服务端告知客户端装备好了，第三次握手客户端告诉服务端专备好了。）

【问题4】如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

TCP还设有一个保活计时器，显然，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。

详细可以阅读两张动图-彻底明白TCP的三次握手与四次挥手

4.TCP和UDP的区别

基于连接与无连接；
对系统资源的要求（TCP较多，UDP少）；
UDP程序结构较简单；
流模式与数据报模式 ；
TCP保证数据正确性，UDP可能丢包
TCP保证数据顺序，UDP不保证。

6.http和https

HTTP over SSL 的简称，即工作在SSL(或TLS)上的http。https 通过在 http 协议下添加了一层 ssl 协议对数据进行加密从而保证了安全。说白了，就是加密通信的http。

工作原理：

在客户端和服务器之间协商出一套对称秘钥，每次发送信息之前讲内容加密，收到之后解密，达到内筒加密传输。

为什么不直接使用非对称加密？
非对称加密由于使用了复杂的数学原理，因此计算相当复杂，如果完全使用非对称加密来加密通信内容，会严重影响网络通信的性能。

http 与 https 的区别主要如下：

• 1.https 需要到 CA 申请证书，很少免费，因而需要一定的费用
• 2.http 是明文传输，安全性低；而 https 在 http 的基础上通过 ssl 加密，安全性高
• 3.http 使用的默认端口是80；https使用的默认端口是 443

建议阅读：网络面试题