计算机网络面试题

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计算机网络面试题

一、计算机网络模型
二、传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP的区别？
三、TCP 和 UDP 的适用场景：
四、TCP建立连接的三次握手
五、http协议和https协议的含义与区别：
- 1.含义
- 2.三点区别

一、计算机网络模型

TCP/IP 与 OSI 都是为了使网络中的两台计算机能够互相连接并实现通信与回应，但他们最大的不同在于，OSI 是一个理论上的网络通信模型，而 TCP/IP 则是实际上的网络通信标准。在这里插入图片描述

1、物理层：

实现计算机节点之间比特流的透明传输，规定传输媒体接口的标准，屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，使数据链路层不必关心网络的具体传输介质，按照物理层规定的标准传输数据就行

2、数据链路层：

通过差错控制、流量控制等方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路。

数据链路层的几个基本方法：数据封装成桢、透明传输、差错控制、流量控制。
封装成桢：把网络层数据报加头和尾，封装成帧，帧头中包括源MAC地址和目的MAC地址。
透明传输：零比特填充、转义字符。
差错控制：接收者检测错误,如果发现差错，丢弃该帧，差错控制方法有 CRC 循环冗余码
流量控制：控制发送的传输速度，使得接收方来得及接收。传输层TCP也有流量控制功能，但TCP是端到端的流量控制，链路层是点到点（比如一个路由器到下一个路由器）

3、网络层：

实现网络地址与物理地址的转换，并通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径

网络层最重要的一个功能就是：路由选择。路由一般包括路由表和路由算法两个方面。每个路由器都必须建立和维护自身的路由表，一种是静态维护，也就是人工设置，适用于小型网络；另一种就是动态维护，是在运行过程中根据网络情况自动地动态维护路由表。

4、传输层：

提供源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输，传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信。

网络层协议负责的是提供主机间的逻辑通信；
传输层协议负责的是提供进程间的逻辑通信。

5、会话层：

是用户应用程序和网络之间的接口，负责在网络中的两节点之间建立、维持、终止通信。

6、表示层：

处理用户数据的表示问题，如数据的编码、格式转换、加密和解密、压缩和解压缩。

7、应用层：

为用户的应用进程提供网络通信服务，完成和实现用户请求的各种服务。

二、传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP的区别？

TCP是面向字节流的，基本传输单位是TCP报文段；UDP是面向报文的，基本传输单位是是用户数据报；

面向字节流：应用程序和TCP的交互是一次一个数据块（大小不等），但TCP把应用程序看成是一连串的无结构的字节流。TCP有一个缓冲，当应用程序传送的数据块太长，TCP就可以把它划分短一些再传送。
面向报文：面向报文的传输方式是应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送。因此，应用程序必须选择合适大小的报文。

TCP 注重安全可靠性，连接双方在进行通信前，需进行三次握手建立连接。UDP 是无连接的，使用最大努力交付，即不保证可靠交付。
UDP 不需要连接等待，所以数据传输快，而 TCP 传输效率相对较低
TCP首部开销是20个字节；UDP的首部开销是8个字节，这也是减少网络传输开销的一方面
TCP有拥塞控制和流量控制，而UDP没有拥塞控制和流量控制
TCP支持点对点通信，提供全双工通信，不提供广播或多播服务；UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信模式。

三、TCP 和 UDP 的适用场景：

当对网络通讯质量要求不高时，并且要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。比如即使通信：语音、视频、直播等
当对网络通讯质量有要求时，要求整个数据准确无误可靠的传递给对方，这时就适用使用 TCP协议，一般用于文件传输、发送和接收邮件等场景。比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议都是使用TCP协议

① TCP对应的协议：

FTP：文件传输协议，使用21端口
Telnet：远程终端接入，使用23端口，用户可以以自己的身份远程连接到计算机上，可提供基于DOS模式下的通信服务。
SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件，使用25端口
POP3：邮件传送协议，P用于接收邮件。使用110端口
HTTP：万维网超文本传输协议，是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议

② UDP对应的协议：

DNS：域名解析服务，将域名地址转换为IP地址，使用53号端口；
SNMP：网络管理协议，用来管理网络设备，使用161号端口
TFTP：简单文件传输协议，提供不复杂、开销不大的文件传输服务，使用 69端口；
NFS：远程文件服务器
RIP：路由信息协议
DHCP：动态主机配置协议
IGMP：网际组管理协议

四、TCP建立连接的三次握手

在这里插入图片描述
第一次握手：客户端向服务端发送一个SYN 报文（SYN = 1），并指明客户端初始化序列号ISN，即seq =x，表示本报文所发送的第一个字节的序号。此时客户端处于 SYN_Sent 状态，等待服务端确认。

三次握手的一个重要功能是客户端和服务端交换ISN，以便让对方知道接下来接收数据时如何按序列号组装数据。ISN是动态生成的，并非固定，因此每个连接都将具有不同的ISN。如果 ISN 是固定的，攻击者很容易猜出后续的确认号。

第二次握手：服务端收到数据包后，由 SYN = 1 知道客户端请求建立连接，那么就会对这个TCP连接分配缓存和变量（缓存指的是一个字节流队列），接着返回一个确认报文：设置 SYN = 1，ACK = 1，同时指定自己的初始化序列号ISN，即图中的 seq = y，并把客户端的 ISN + 1 作为确认号 ack 的值，表示已经收到了客户端发来的的 SYN报文，希望收到的下一个数据的第一个字节的序号是 x + 1，此时服务端进入SYN _REVD状态。
第三次握手：客户端收到确认后，检查ACK是否为1，ack是否为 x +1，如果正确，则给服务端发送一个 ACK 报文：设置 ACK= 1，把服务端的 ISN + 1 作为 ack 的值，表示已经收到了服务端发来的 SYN 报文，希望收到的下一个数据的第一个字节的序号是 y + 1，并指明此时客户端的序列号 seq = x + 1，此时客户端和服务器端都进入 ESTABLISHED状态。完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

此时 SYN 控制位变为 0，表示这不是建立连接的请求了，要正式发数据了。

五、http协议和https协议的含义与区别：

1.含义

http协议即超文本传输协议，基于TCP协议，用于从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。http协议是无状态协议，自身不对请求和响应直接的通信状态进行保存，但有些场景下我们需要保存用户的登陆信息，所以引入了cookie和 session 来管理状态。

https协议是基于tcp协议，在http的基础上加入了SSL/TLS，可看成是添加了加密和认证机制的http，使用对称加密、非对称加密、证书等技术进行进行客户端与服务端的数据加密传输，最终达到保证整个通信的安全性。

2.三点区别

http 和 https 都是基于 TCP 协议，但是 http是使用明文传输，通讯内容可能被窃听和篡改，客户端也无法验证通讯方的身份，无法保证数据发送到正确的机器上；https 是在 http的基础上加入了SSL/TLS，可看成是添加了加密和认证机制的http，使用对称加密、非对称加密、证书等技术进行进行客户端与服务端的数据加密传输，最终达到保证整个通信的安全性。
端口不同：http 使用的是80端口，https 使用的443端口
资源消耗：和 http 通信相比，https通信会由于加解密处理消耗更多的CPU和内存资源