2021-08-11网络通信

1、OSI七层、TCP/IP四层的关系和区别？

OSI七层从小网上：物理层、数据链路层、   网络层、传输层、   会话层、表示层、应用层
TCP/IP 四层：网络接口层、              网络层、传输层、   应用层

1、TCP 与 UDP 的区别

TCP：是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制	可靠传输，使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一，多对多，交互通信	只能是一对一通信
传输方式	面向报文	面向字节流
首部开销	首部开销小，8个字节	首部最少20字节，最多60字节
适用场景	使用实时应用（IP电话、视频会议）	使用要求可靠传输的应用（文件传输）

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。

2、TCP 是如何实现数据的可靠性？

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。

3、说说 TCP 协议如何提高传输效率？

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。

4、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。

拥塞控制四个阶段：慢启动 拥塞避免 快速重传 快速恢复

5、三次握手和四次挥手全过程

1、第一次握手：是由客户端发起，客户端会向服务端发送一个报文，在报文里面： SYN 同步标志位置为1，表示发起新的连接。(客户端->服务端 SYN=1)
2、第二次握手：当服务端收到这个报文之后就知道客户端要和我建立一个新的连接，于是服务端就向客户端发送一个确认消息包，在这个消息包里面：ACK确认标志位置为 1， 表示确认客户端发起的第一次连接请求。(服务端->客户端 ACK=1)
3、第三次握手：当客户端收到服务端发送的确认响应报文之后，还要继续去给服务端进行回应，也是一个ACK标志位置 1 的确认消息。(客户端->服务端 ACK=1)
    以上两次握手之后，对于客户端而言：已经明确了我既能给服务端成功发消息，也能成功收到服务端的响应。但是对于服务端而言：两次握手是不够的，服务端只知道一件事，客户端发给我的消息我能收到，但是我响应给客户端的消息，客户端能不能收到我是不知道的。所以，还需要进行第三次握手。
    总结通过以上三次连接，不管是客户端还是服务端，都知道我既能给对方发送消息，也能收到对方的响应。那么，这个连接就被安全的建了。

TCP连接的释放（四次挥手）
四次挥手也是客户端发起的:
1、第一次挥手： 客户端会发送一个报文，报文 FIN 终止=1，当客户端收到这个报文之后，就知道了客户端想要和我断开连接，但是此时服务端不一定做好准备，因为当客户端发起断开连接的报文的时候，服务端有可能还有未发送完的报文消息需要继续发送。（客户端->服务端 FIN=1）
2、第二次挥手：此时服务端只能告诉客户端我知道你要和我断开连接了 ACK=1，但是我这里可能还没做好准备。(服务端->客户端 ACK=1)
3、第三次挥手：发完这个消息确认报（ACK=1）之后，稍过片刻之后服务端继续发送一个断开连接的报文FIN=1，表明服务端已经做好断开连接的准备。(服务端->客户端 FIN=1)
4、第四次挥手：当这个消息发给客户端的时候， 客户端同样需要继续发送一个消息确认的报文ACK=1。（客户端->服务端 ACK=1）

    总结：那么通过这四次的相互沟通和连接，我就知道了，不管是客户端还是服务端，都已经做好了断开的准备。

6、IP地址是怎样分类的？

• 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。全零（“0．0．0．0”）地址对应于当前主机。

• 全“1”的IP地址（“255．255．255．255”）是当前子网的广播地址。 （16.255.255.255）

• 127.0.0.1 本机的回送地址，用来测试本机进程间的通信和网络测试。

  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。

2、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、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。

3、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。

4、DNS 的寻址过程你知道吗？

​

 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。

5、计算机网络五层模型

物理层 数据链路层 网络层 传输层 应用层

6、OSI模型

物理层	网络通信的数据传输介质，负责数据流传输（为数据端设备提供原始比特流的传输通路）（中继器、网线）
数据链路层	（通过循环校验检测数据） 在通信实体间建立数据链路连接。（网卡 、网桥）帧
网络层	用于设备间建立路由，并分组转发数据 （分组（数据包）） （路由器）
传输层	向用户提供可靠的端到端的服务，提供应用进程间的逻辑通信。（传输层对数据的完整性进行负责，如果数据丢失，将要求对方重发） TCP UDP
会话层	建立端连接并提供访问验证和会话管理。
表示层	提供数据格式转换服务
应用层	为应用软件提供服务，访问网络服务的接口

7、TCP/IP参考模型

应用层	向用户提供常用的应用程序（FTP,SMTP，DNS）(文本传输协议，电子邮件，域名服务)
传输层	（TCP层）主要负责应用进程之间的端对端通信。（TCP,传输控制协议）（UDP，用户数据包协议）
网络层	（IP层）负责处理互联网中计算机之间的通信，想传输层提供统一的数据包
数据链路层	接收网络层的IP数据包，通过网络向外发送。 主机和网络的实际连接

8、TCP/IP协议

     底层的数据包封装上层的包，然后向下层传送，所以实际系统是IP包包含了TCP的内容的，发送数据的时候的过程是app程序使用tcp的端口向ip层发送tcp的数据，ip层收到后加上ip header继续向下层发送，一直到物理层的端口上。比如我们用的水晶头，发送到对端去，对端收到后执行反方向的操作一直到app层中解出原始的数据来使用。
     当接收到来自TCP的数据后，如果在IP层或TCP层数据校验失败的话，（TCP层可以做循环冗余校验）如果发现错误，不会传递给app层（应用层），通过ACK等信息进行封装， 并发到IP层，一直发到对端TCP层，对端TCP层就知道没收到这个数据包或者收到有问题，进行重发。

IP协议：

1、解决网络互通问题
2、数据包由数据包正文和报头组成。数据包正文是要传递的数据，没有格式要求。
  //报头包括：发送主机的网络地址、接收主机的网络地址、数据包的报头校验和、数据包长度等信息。
//主要功能:
    1、数据包传输、数据包路由选择、拥塞控制。
    2、两台主机在通信之前不需要建立连接，网络主机使用同一的IP数据包，可以保持不同的物理网络间可以传递和识别数据。
    3、如果是同一网段，那么可以直接传输过去，不同的子网，IP协议通过路由获得主机间的传输路径，通过交换机或服务器接力的方式传递数据。

（拥塞控制： 假设主机A给主机B传输数据。如果发送方一直没有收到接收方反馈的确认消息，那么发送方认为发送的数据包丢失，将重新发送数据包，这是太多主机占用信道资源，导致网络拥塞，不仅浪费信道资源，还会造成网络拥塞，所以要进行拥塞控制）

TCP协议：

1、TCP协议是传输层协议，保证数据传递的完整性。
2、端口号等信息可以区别同一计算机不同应用程序的数据。
3、把大的数据切成小的数据包。
4、TCP协议处理单位为字节。
//主要功能：
   1、建立、维持和终结两个进程之间的连接。
   2、可靠的包传递（经过确认的过程）
   3、控制差错的机制（校验位）
   4、全双工操作的数据交换

1、控制位：（6位）
    URG:紧急指示字段
    ACk:应答确认      对已接收的数据包进行确认
    SYN:建立同步序号  用于建立会话连接，同步序列号
    FIN:结束总包文，数据不再从连接的发送点进入。 表示我已经没有数据要发送了，即将关闭连接；
 2、TCP的首部长度：20个字节
    TCP端口号：2个字节

9、tcp大端小端的问题

小端字节序：低字节存于内存低地址；高字节存于内存高地址;

long 型数据 0x12345678
地址        数据
0x00000100  0x78
0x00000101  0x56
0x00000102  0x34
0x00000103  0x12

大端字节序：高字节存于内存低地址；低字节存于内存高地址;

UDP/TCP/IP协议规定:把接收到的第一个字节当作高位字节看待,这就要求发送端发送的第一个字节是高位字节;内存中因该是以大端法存放的;

//发送的数据应该是应用层的数据，是由对方的应用程序处理的，置于大端还是小端，当然由处理数据的程序决定。
//ip之类的数据，是有通信协议规范的，字节序由通信协议决定。

10、TCP长短连接

//长连接：（适合频繁的读写操作，点对点通信，连接数不能太多）
    1、指在一个TCP连接上可以连续发送多个数据包，在TCP连接保持阶段，如果没有数据包的发送，需要双发发送检测包维持连接。
//短链接：（频繁的创建socket对资源的浪费）（http服务一般都用短链接）
    1、指通信双方有数据交互的时候，就建立一个TCP连接，数据发送完成后，就断开此TCP连接

11、UDP协议（用户数据报文协议）

1、无连接、不可靠的传输服务。
2、接收数据时不向发送发提供确认信息，也不提供输入包的顺序。
3、如果出现丢包或者重复包的情况，也不会向发送方发出差错报文。
//主要作用
    分配和管理端口的编号，正确识别运行在网络站点上的个别应用程序。
 1、任何与UDP相配合作为传输层服务的应用程序，必须提供确认和顺序系统，以确保已发送时的顺序到达。

12、Linux Socket编程

计算机中的两个程序通过socket建立起一个通道，数据在通道中传输：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-b7ReBnpl-1628688569160)(C:\Users\WangChang\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20210811204913869.png)]

分类：

1、流（基于TCP），是一个双向、有序、可靠的通道，传输数据不会丢失、不会重复、顺序也不会出错。
2、数据报（基于UDP）,不需要建立和维持连接，可能会错乱。（不常用）

服务端的工作流程：

1）创建服务端的socket。
2）把服务端用于通信的地址和端口绑定到socket上。
3）把socket设置为监听模式。
4）接受客户端的连接。
5）与客户端通信，接收客户端发过来的报文后，回复处理结果。
6）不断的重复第5）步，直到客户端断开连接。
7）关闭socket，释放资源。

客户端的工作流程：

1）创建客户端的socket。
2）向服务器发起连接请求。
3）与服务端通信，发送一个报文后等待回复，然后再发下一个报文。
4）不断的重复第3）步，直到全部的数据被发送完。
5）第4步：关闭socket，释放资源。

recv函数:

1、用于接收对端socket发送过来的数据。
2、如果socket的对端没有发送数据，recv函数就会等待，如果对端发送了数据，函数返回接收到的字符数。
3、出错时返回-1。如果socket被对端关闭，返回值为0。
4、如果recv函数返回的错误（<=0），表示通信通道已不可用。

程序退出时先关闭socket：

在程序退出之前必须关闭已打开的socket，就像关闭文件指针一样，就像delete已分配的内存一样，极其重要。

13、HTTP协议里面的host代表什么 http协议的格式

Host 是 HTTP 1.1 协议中新增的一个请求头，主要用来实现虚拟主机技术。

虚拟主机（virtual hosting）即共享主机（shared web hosting），可以利用虚拟技术把一台完整的服务器分成若干个主机，因此可以在单一主机上运行多个网站或服务。
 
HTTP：请求响应机制
HTTP底层协议：TCP 协议
TCP 的特点：面向连接，保证可靠性
面向连接：我要和对应的服务器进行通信，第一件事情就是要把连接建立好。
   
HTTP 是应用层协议，HTTP 用的是下层的 TCP协议，而 TCP 是保证可靠性的。
TCP 为了保证可靠性，所以 TCP 是面向连接的。
TCP 面向连接之前必须先建立连接——> HTTP 向通信就要在底层先把连接建立好。
然后，发送方根据已经建立好的连接向服务器发送一个请求。
发过去之后对方就可以根据这个完整地读出来，对方再分析这个报文，然后对这个报文做出响应，HTTP 请求结束，之后断开连接。
这种一来一回的形式成为短连接（一次请求一个）

//HTTP协议永远都是客户端发起请求，服务器回送响应
    
//HTTP的任务：
请求资源（从对方服务器将资源拿到）——更简单；
提交信息（处理数据），从客户端把数据推送到服务器。
    
//HTTP 方法：
GET：获取资源
POST：传输实体主体
PUT：传输文件
HEAD：获得报文首部（相当于GET方法获得的资源去掉正文）
DELETE：删除文件
OPTIONS：询问支持的方法（客户端问服务器）
TRACE：追踪路径
OCONNECT：要求用隧道协议连接代理
LINK：建立与资源之间的联系
UNLINE：断开连接关系

    

参考:https://www.sohu.com/a/339068354_774177