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常见面试题整理:计算机网络篇,值得背诵收藏!

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网络分层


1、说说OSI 七层、TCP/IP 四层的关系和区别?

OSI 七层从下往上依次是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。一张图给你整明白:

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TCP/IP 四层从下往上依次是:网络接口层、网络层、传输层、应用层。与 OSI 七层的映射关系如下:

image.png

特点:

  • 层与层之间相互独立又相互依靠
  • 上层依赖于下层,下层为上层提供服务


敲黑板:TCP/IP 四层是 OSI 七层的简化版,已经成为实事国际标准。


TCP/IP


2、说说TCP 与 UDP 的区别?

先上一张对比图:

image.png


总结

  • TCP 向上层提供面向连接的可靠服务 ,UDP 向上层提供无连接不可靠服务。
  • UDP 没有 TCP 传输可靠,但是可以在实时性要求搞的地方有所作为。
  • 对数据准确性要求高,速度可以相对较慢的,可以选用TCP。


3、TCP 是如何实现数据的可靠性?

一句话:通过校验和、序列号、确认应答、超时重传、连接管理、流量控制、拥塞控制等机制来保证可靠性。


(1)校验和

在数据传输过程中,将发送的数据段都当做一个16位的整数,将这些整数加起来,并且前面的进位不能丢弃,补在最后,然后取反,得到校验和。

发送方:在发送数据之前计算校验和,并进行校验和的填充。接收方:收到数据后,对数据以同样的方式进行计算,求出校验和,与发送方进行比较。


(2)序列号

TCP 传输时将每个字节的数据都进行了编号,这就是序列号。序列号的作用不仅仅是应答作用,有了序列号能够将接收到的数据根据序列号进行排序,并且去掉重复的数据。


(3)确认应答

TCP 传输过程中,每次接收方接收到数据后,都会对传输方进行确认应答,也就是发送 ACK 报文,这个 ACK 报文中带有对应的确认序列号,告诉发送方,接收了哪些数据,下一次数据从哪里传。


(4)超时重传

在进行 TCP 传输时,由于存在确认应答与序列号机制,也就是说发送方发送一部分数据后,都会等待接收方发送的 ACK 报文,并解析 ACK 报文,判断数据是否传输成功。如果发送方发送完数据后,迟迟都没有接收到接收方传来的 ACK 报文,那么就对刚刚发送的数据进行重发。


(5)连接管理

就是指三次握手、四次挥手的过程。


(6)流量控制

如果发送方的发送速度太快,会导致接收方的接收缓冲区填充满了,这时候继续传输数据,就会造成大量丢包,进而引起丢包重传等等一系列问题。TCP 支持根据接收端的处理能力来决定发送端的发送速度,这就是流量控制机制。

具体实现方式:接收端将自己的接收缓冲区大小放入 TCP 首部的『窗口大小』字段中,通过 ACK 通知发送端。


(7)拥塞控制

TCP 传输过程中一开始就发送大量数据,如果当时网络非常拥堵,可能会造成拥堵加剧。所以 TCP 引入了慢启动机制,在开始发送数据的时候,先发少量的数据探探路。


4、说说 TCP 协议如何提高传输效率?

一句话:TCP 协议提高效率的方式有滑动窗口、快重传、延迟应答、捎带应答等。


(1)滑动窗口

如果每一个发送的数据段,都要收到 ACK 应答之后再发送下一个数据段,这样的话我们效率很低,大部分时间都用在了等待 ACK 应答上了。

为了提高效率我们可以一次发送多条数据,这样就能使等待时间大大减少,从而提高性能。 窗口大小指的是无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值。


(2)快重传

快重传也叫高速重发控制。

那么如果出现了丢包,需要进行重传。一般分为两种情况:

情况一:数据包已经抵达,ACK被丢了。这种情况下,部分ACK丢了并不影响,因为可以通过后续的ACK进行确认;

情况二:数据包直接丢了。发送端会连续收到多个相同的 ACK 确认,发送端立即将对应丢失的数据重传。


(3)延迟应答

如果接收数据的主机立刻返回ACK应答,这时候返回的窗口大小可能比较小。

假设接收端缓冲区为1M,一次收到了512K的数据;如果立刻应答,返回的窗口就是512K;

但实际上可能处理端处理速度很快,10ms之内就把512K的数据从缓存区消费掉了;

在这种情况下,接收端处理还远没有达到自己的极限,即使窗口再放大一些,也能处理过来;

如果接收端稍微等一会在应答,比如等待200ms再应答,那么这个时候返回的窗口大小就是1M;

窗口越大,网络吞吐量就越大,传输效率就越高;我们的目标是在保证网络不拥塞的情况下尽量提高传输效率。


(4)捎带应答

在延迟应答的基础上,很多情况下,客户端服务器在应用层也是一发一收的。这时候常常采用捎带应答的方式来提高效率,而ACK响应常常伴随着数据报文共同传输。如:三次握手。


5、你知道 TCP 如何处理拥塞吗?

网络拥塞现象是指到达通信网络中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象,严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿,即出现死锁现象。拥塞控制是处理网络拥塞现象的一种机制。


拥塞控制的四个阶段:

  • 慢启动
  • 拥塞避免
  • 快速重传
  • 快速恢复


6、讲一下三次握手和四次挥手全过程

三次握手的过程给面试官甩一张图:

image.png

四次挥手的过程再给面试官甩一张图:

image.png

7、为什么 TCP 链接需要三次握手,两次不可以么,为什么?

  • 两次握手只能保证单向连接是畅通的

第一步,客户端给服务端发送一条消息:你好,服务端。 第二步,服务端收到消息,同时给客户端回复一条消息:收到!你好客户端。


这样的两次握手过程, 客户端给服务端打招呼,服务端收到了,说明客户端可以正常给服务端发送数据。但是服务端给客户端打招呼,服务端没有收到反馈,也就不能确保服务端是否能正常给客户端发送消息。


  • 只有经过第三次握手,才能确保双向都可以接收到对方的发送的数据 第三步,客户端收到服务端发送的消息,回复:收到!这样就证明了客户端能正常收到服务端的消息。


8、IP地址是怎样分类的,你知道吗?

先说一下 IP 的基本特点:

  • IP地址由四段组成,每个字段是一个字节,8位,最大值是255。
  • IP地址由两部分组成,即网络地址和主机地址。网络地址表示其属于互联网的哪一个网络,主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。


IP 地址主要分为A、B、C三类及特殊地址D、E这五类,甩一张图:

image.png


A类:(1.0.0.0-126.0.0.0)一般用于大型网络。

B类:(128.0.0.0-191.255.0.0)一般用于中等规模网络。

C类:(192.0.0.0-223.255.255.0)一般用于小型网络。

D类:是多播地址,地址的网络号取值于224~239之间,一般用于多路广播用户。

E类:是保留地址。地址的网络号取值于240~255之间。


HTTP协议


9、讲一下 http1.1 和 http2 有什么区别?


HTTP1.1

  • 持久连接
  • 请求管道化
  • 增加缓存处理(新的字段如cache-control)
  • 增加 Host 字段、支持断点传输等


HTTP2.0

  • 二进制分帧
  • 多路复用(或连接共享)
  • 头部压缩
  • 服务器推送


10、说说 HTTP 和HTTPS 的区别?

(1)HTTPS 协议需要到 CA 申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。 (2)HTTP 是超文本传输协议,信息是明文传输,HTTPS 则是具有安全性的 SSL 加密传输协议。 (3)HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。 (4)HTTP 的连接很简单,是无状态的;HTTPS 协议是由 SSL+HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比 HTTP 协议安全。


11、你知道对称加密和非对称加密的区别和原理吗?

对称密钥加密是指加密和解密使用同一个密钥的方式,这种方式存在的最大问题就是密钥发送问题,即如何安全地将密钥发给对方;


而非对称加密是指使用一对非对称密钥,即公钥和私钥,公钥可以随意发布,但私钥只有自己知道。发送密文的一方使用对方的公钥进行加密处理,对方接收到加密信息后,使用自己的私钥进行解密。


由于非对称加密的方式不需要发送用来解密的私钥,所以可以保证安全性;但是和对称加密比起来,它比较慢,所以我们还是要用对称加密来传送消息,但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。


12、常见的状态码有哪些?

1×× : 请求处理中,请求已被接受,正在处理

2×× : 请求成功,请求被成功处理 200 OK

3×× : 重定向,要完成请求必须进行进一步处理 301 : 永久性转移 302 :暂时性转移 304 : 已缓存

4×× : 客户端错误,请求不合法 400:Bad Request,请求有语法问题 403:拒绝请求 404:客户端所访问的页面不存在

5×× : 服务器端错误,服务器不能处理合法请求 500 :服务器内部错误 503 : 服务不可用,稍等


13、http中常见的header字段有哪些?

cookie,请求时传递给服务端的cookie信息 set-cookie,响应报文首部设置要传递给客户端的cookie信息 allow,支持什么HTTP方法 last-modified,资源的最后修改时间 expires,设置资源缓存的失败日期 content-language,实体的资源语言 content-encoding,实体的编码格式 content-length,实体主体部分的大小单位是字节 content-range,返回的实体的哪些范围 content-type,哪些类型 accept-ranges,处理的范围请求 age,告诉客户端服务器在多久前创建了响应 vary,代理服务器的缓存信息 location,用于指定重定向后的URI If-Match,值是资源的唯一标识 User-Agent,将创建请求的浏览器和用户代理名称等信息传递给服务器 Transfer-Encoding,传输报文的主体编码方式 connection,管理持久连接,keep-alive , close Cache-Control,控制浏览器的强缓存


14、Get与POST的区别

(1)GET 一般用来从服务器上获取资源,POST 一般用来创建资源;

(2)GET 是幂等的,即读取同一个资源,总是得到相同的数据,而 POST 不是幂等的。GET 不会改变服务器上的资源,而 POST 会对服务器资源进行改变;

(3)从请求参数形式上看,GET 请求的数据会附在URL之后;而 POST 请求会把提交的数据则放置在是HTTP请求报文的请求体中。

(4)POST 的安全性要比 GET 的安全性高,因为 GET 请求提交的数据将明文出现在 URL 上,而 POST 请求参数则被包装到请求体中,相对更安全。

(5)GET 请求的长度受限于浏览器或服务器对URL长度的限制,允许发送的数据量比较小,而POST请求则是没有大小限制的。


15、DNS 的寻址过程你知道吗?

(1)在浏览器中输入www.baidu.com域名,操作系统会先检查自己本地的 hosts 文件是否有这个网址映射关系,如果有就先调用这个IP地址映射,完成域名解析。

(2)如果 hosts 里没有这个域名的映射,则查找本地 DNS 解析器缓存,是否有这个网址映射关系,如果有直接返回,完成域名解析。

(3)如果 hosts 与本地 DNS 解析器缓存都没有相应的网址映射关系,首先会找 TCP/IP 参数中设置的首选 DNS 服务器,在此我们叫它本地 DNS 服务器,此服务器收到查询时,如果要查询的域名,包含在本地配置区域资源中,则返回解析结果给客户机,完成域名解析,此解析具有权威性。

(4)如果要查询的域名,不由本地 DNS 服务器区域解析,但该服务器已缓存了此网址映射关系,则调用这个 IP 地址映射,完成域名解析,此解析不具有权威性。

(5)如果本地 DNS 服务器本地区域文件与缓存解析都失效,则根据本地 DNS 服务器的设置(是否设置转发器)进行查询,如果未用转发模式,本地 DNS 就把请求发至13台根 DNS ,根 DNS 服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理,并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地 DNS 服务器收到IP信息后,将会联系负责 .com 域的这台服务器。这台负责 .com 域的服务器收到请求后,如果自己无法解析,它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(baidu.com)给本地 DNS 服务器。当本地 DNS 服务器收到这个地址后,就会找 baidu.com 域服务器,重复上面的动作,进行查询,直至找到 www.baidu.com 主机。

(6)如果用的是转发模式,此 DNS 服务器就会把请求转发至上一级 DNS 服务器,由上一级服务器进行解析,上一级服务器如果不能解析,或找根 DNS 或把转请求转至上上级,以此循环。不管是本地 DNS 服务器用是是转发,还是根提示,最后都是把结果返回给本地 DNS 服务器,由此 DNS 服务器再返回给客户机。


16、在浏览器中输入一个www.baidu.com后执行的全部过程?

总体流程

域名解析 -> 建立TCP连接(三次握手)-> 发起http请求 -> 服务器响应http请求,浏览器得到html代码 -> 浏览器解析html代码,并请求html代码中的资源(如 js、css、图片等)-> 浏览器对页面进行渲染呈献给用户。


17、Session、Cookie 的区别

  • session 在服务器端,cookie 在客户端(浏览器)
  • session 默认被存储在服务器的一个文件里(不是内存)
  • session 的运行依赖 session id,而 session id 是存在 cookie 中的,也就是说,如果浏览器禁用了 cookie ,同时 session 也会失效(但是可以通过其它方式实现,比如在 url 中传递 session_id)
  • session 可以放在 文件、数据库、或内存中都可以。
  • 用户验证这种场合一般会用 session


18、有哪些 web 性能优化技术?

  • DNS查询优化
  • 客户端缓存
  • 优化TCP连接
  • 避免重定向
  • 网络边缘的缓存
  • 条件缓存
  • 压缩和代码极简化
  • 图片优化


网络安全


19、什么是 XSS 攻击?

XSS 即(Cross Site Scripting)中文名称为:跨站脚本攻击。XSS的重点不在于跨站点,而在于脚本的执行。


XSS的原理是:

恶意攻击者在web页面中会插入一些恶意的script代码。当用户浏览该页面的时候,那么嵌入到web页面中script代码会执行,因此会达到恶意攻击用户的目的。


XSS攻击最主要有如下分类:反射型、存储型、及 DOM-based型。 反射性和DOM-baseed型可以归类为非持久性XSS攻击。存储型可以归类为持久性XSS攻击。


20、什么是跨站攻击CSRF?

CSRF(Cross Site Request Forgery,跨站域请求伪造)是一种网络的攻击方式,它在 2007 年曾被列为互联网 20 大安全隐患之一,也被称为『One Click Attack』或者 『Session Riding』,通常缩写为CSRF或者XSRF,是一种对网站的恶意利用。


听起来像跨站脚本(XSS),但它与XSS非常不同,并且攻击方式几乎相左。


XSS利用站点内的信任用户,而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比,CSRF攻击往往不大流行(因此对其进行防范的资源也相当稀少)和难以防范,所以被认为比XSS更具危险性。


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