Java面试题之计算机网络篇

前言

本系列是有关Java开发的面试题，结合本人实际面试经历以及网上面试经验总结而来。这是第三篇。以下内容均为本人参考别人的文章（https://Javaguide.cn以及搜索到的一些博客），用自己的话总结出来，适合直接背题。

Java面试题之计算机网络篇

1.get和post的区别

• get通常用于获取资源，post用于创建或者修改资源
• get没有请求体，请求参数附加在url上，有长度限制。post有请求体，请求参数没有长度限制
• get请求是幂等的，多次请求效果一样，Post请求不是幂等的，每次请求都会对服务器资源产生影响。

2.http和https区别

• 端口号：http默认是80，https默认是443.
• http建立连接相对简单，tcp三次握手便可以进行http报文传输。而https在tcp三次握手后，还需要进行SSL/TSL的握手，才可以进入加密报文传输。
• https更加安全，使用https的网站在搜索结果中会被优先展示

3.键入网址后会发生什么呢

• 浏览器通过DNS解析，获取目标服务器的ip
• 浏览器根据ip和端口，对目标服务器发起tcp连接
• 连接建立后，像服务器发送http报文，请求获取数据
• 服务器收到请求后没处理并响应数据
• 浏览器进行渲染数据

大的流程就这样，更细节的还有DNS解析过程，tcp建立连接过程，ip包转发过程。

4.DNS解析过程(8次UDP)

• 客户端发起一个DNS请求，询问某个域名的ip，发送给本地域名服务器。
• 本地域名服务器查找本地是否有这个域名，有就直接返回。。否则跑去问根域名服务器
• 根域名服务器不会解析这个域名，而是告诉本地域名服务器，这个域名归某个顶级域名服务器管，你去找它。
• 本地域名服务器接着跑去问顶级域名服务器，顶级域名服务器会让他去找某个权威域名服务器
• 本地域名服务器接着又跑去问权威域名服务器，得到了ip。
• 最后本地域名服务器把ip告诉客户端，至此，DNS解析完成。

5.TLS的四次握手

• 客户端像服务器发起加密通信请求，也就是clientHello信息，主要发送以下信息：客户端生成的随机数、支持的TLS版本、支持的密码套件列表。
• 服务器收到后，像客户端发出响应，也就是severHello消息。回应内容如下：服务器生成的随机数、确认TSL版本、确认密码套件、服务器的数字证书。
• 客户端收到服务器的回应后，先确认服务器证书真实性，若没有问题，取出服务器公钥。发送如下内容给服务器：一个随机数（用公钥加密）、三个随机数做一个摘要算出会话密钥。
• 服务器收到后，用私钥解密，同时把三个随机数做一个摘要，进行校验。

至此，TSL握手阶段结束，接下来客户端和服务器进行的通信就是普通的http协议，只不过用会话密钥加密了内容。

6.TCP和UDP的区别

• TCP需要建立连接，只能一对一通信；udp不需要建立连接，支持一对一、一对多、多对多通信
• tcp提供可靠交付数据，udp不保证可靠
• tcp有流量控制、拥塞控制；udp没有
• tcp用于http通信、ftp文件传输；udp用于广播通信、视频、音频等

7.tcp三次握手

• 一开始，客户端服务器都属于close状态，接着服务器主动监听某个端口，进入listen状态
• 第一次握手：客户端发SYN=1报文，请求建立连接。之后客户端处于 SYN-SENT 状态。
• 第二次握手：服务器回一个SYN=1,ack=1的报文，表示同意建立连接。之后服务端处于 SYN-RCVD 状态。
• 第三次握手：客户端收到报文后，会发一个ack=1报文，且这次报名可以发送数据

最终两者都会进入到ESTABLISHED 状态。

8.TCP四次挥手过程是怎么样的

• 第一次挥手：客户端打算关闭连接，此时发送FIN=1的报文，之后客户端进入FIN_WAIT_1
• 第二次挥手：服务器收到后回复一个ACK报文，接着服务器进入CLOSE_WAIT
• 客户端收到服务端的ACK应答报文后，进入FIN_WAIT_2状态
• 第三次挥手：等待服务器处理完数据后，向客户端发送FIN=1的报文，之后服务器进入LAST_ACK状态
• 第四次挥手：客户端收到后，回一个ack报文，之后进入Time_wait状态
• 服务端收到应答报文后进入close状态，客户端在2MSL（报文最大生存时间）后，也自动进入close状态。

9.为什么 TIME_WAIT 等待的时间是 2MSL？

• 若客户端发送的ack报文在1MSl时间内丢失，服务端会触发超时重传，再次发送FIN报文。
• 可以看到2MSL时长相当于至少运行报文丢失一次
• 为什么不是4或者8呢：概率实在是太小了，忽略它比解决它更有性价比

10.拥塞窗口概念

流量控制是避免发送方的数据填满接收方的缓存，但是并不知道在网络中发生了什么。于是有了拥塞控制

• 拥塞窗口cwnd是发送方维护的一个状态变量，会根据网络的拥塞程度动态变化
• 注意：发送窗口是拥塞窗口和接收窗口的最小值。

11.拥塞控制有哪些控制算法？

• 慢启动算法：TCP在刚建立连接完成后，首先是有个慢启动过程。拥塞窗口从1开始，每过一个RTT，就会增长2倍
• 拥塞避免算法：当拥塞窗口超过慢启动门限就会进去拥塞避免算法，每过一个RTT，就会增加1.
• 快重传：当发送方收到三个相同ack时，会立即重传，不会等待超时。
• 快恢复：快重传和快恢复算法一般同时使用。在设定拥塞窗口为原来一半后（同时慢启动门限也是拥塞窗口的一半），开始线性增加。

12.http请求包含哪些内容

• 请求行(Request Line):包含请求方法（如GET、POST)、请求的资源路径（如/index.html)、以及HTTP
  协议版本（如HTTP/1.1)。
• 请求头(Request Headers):包含各种键值对，用于传递客户端环境、请求内容、认证信息等。
• 空行(Blank Line):用于分隔请求头和请求体。
• 请求体(Request Body):仅在POST、PUT等方法中存在，包含需要发送到服务器的数据

13.TCP的粘包和拆包

在网络编程中，TCP协议的拆包和粘包问题时常见的挑战。由于TCP是流式协议，他不会保留发送时的数据边界，这导致接收放在读取数据时遇到拆包和粘包问题。

• 拆包问题：一个完整的数据包被拆分成多个部分进行发送，接收方需要识别并重组这些分散的部分。
• 粘包问题：多个数据包被合并成为一个包发送，接收方需要拆分出完整数据包

解决方法

• 添加消息分隔符：在每个消息之间添加特定分隔符，接收方可以通过分隔符来区分消息
• 使用消息头：在消息头部添加一个长度字段，提示消息的长度，接收方根据长度来读取数据

14.HTTP1.0 HTTP2.0 HTTP3.0

HTTP/1.1 相比 HTTP/1.0 性能上的改进：

• 使用长连接的方式改善了HTTP/1.0短连接造成的性能开销。
• 支持管道(pipeline)网络传输，只要第一个请求发出去了，不必等其回来，就可以发第二个请求出去，可以减少整体的响应时间。

HTTP2.0做了什么优化

• 头部压缩：如果你同时发出多个请求，他们的头是一样的或是相似的，那么，协议会帮你消除重复的部分。
• 二进制格式：HTTP/2 不再像 HTTP/1.1 里的纯文本形式的报文，而是全面采用了二进制格式
• 并发传输：引出了 Stream 概念，多个 Stream 复用在一条 TCP 连接。
• 服务器主动推送资源：服务端不再是被动地响应，可以主动向客户端发送消息。

HTTP3.0做了哪些优化

• HTTP/3 把 HTTP 下层的 TCP 协议改成了 UDP。UDP 发送是不管顺序，也不管丢包的，所以不会出现像 HTTP/2 队头阻塞的问题。
• 使用QUIC协议(Quick UDP Internet Connections),提供类似TCP的可靠性和多路复用。

15.什么是 TCP keepalive 呢（TCP 的保活机制）

• 定义一个时间段，在这段时间内，如果没有任何连接相关的活动，TCP保活机制会开始作用
• 具体就是每隔一段时间发送一个探测报文，该报文含有数据非常少
• 如果连续几个报文都没有响应会认为当前TCP连接已经死亡，系统内核会将错误信息通知给上层程序

16.TCP连接时，进程突然奔溃会发生什么

• TCP连接信息是由内核维护的，所以当服务端进程奔溃后，内核回收该进程所有TCP连接资源
• 内核会代替进程跟客户端进行四次挥手
• 上课时，老师使用kill命令杀掉进程后，服务端还是会发送FIN报文

17.TCP连接后服务器宕机，有迅速重启，会发生什么

• 客户端发送报文没有得到响应，会继续发送
• 等待服务器恢复时，内核会发送回复RST报文，重置TCP连接。

18.HTTP常用状态码

• 1xx类状态码属于提示信息，是协议处理中的一种中间状态，实际用到较少
• 2xx类状态码表示服务器成功处理了客户端请求
• 3xx是服务端资源发生变动，也就是重定向。(301：永久重定向；302：临时重定向；)
• 4xx表示客户端发送的报文有误，服务器无法处理
• 5xx表示服务器处理时内部发生了错误。

19.DNS的底层使用TCP还是UDP

DNS基于UDP协议实现，DNS使用UDP协议进行域名解析和数据传输。因为基于UDP实现DNS能够提供低延迟(面向无连接)、简单快速（没有流量控制拥塞控制等复杂功能）、轻量级（头部较小，占用网络资源少）的特性，更适合DNS这种需要快速响应的域名解析服务。

总结

计算机网络在面试环节属于高频面试点。欢迎各位进行补充，共同学习共同进步。
数风流人物，还看今朝。希望大家可以关注一下，后续还会接着更新。