计算机网络
*1.OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议
答:
OSI：开放系统互联(Open System Interconnection)
OSI分层 （7层）：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分层（4层）：网络接口层、 网络层、传输层、 应用层。
五层协议 （5层）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、 应用层。
每一层的协议如下：
物理层：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 （中继器，集线器）
数据链路：PPP、ARP、FR、HDLC、VLAN、MAC （网桥，交换机）
网络层：IP、ICMP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 （路由器）
传输层：TCP、UDP、SPX
会话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC
表示层：JPEG、MPEG、ASII
应用层：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS
每一层的作用如下：
物理层：通过媒介传输比特,确定机械及电气规范（比特Bit）
数据链路层：将比特组装成帧和点到点的传递（帧Frame）
网络层：负责数据包从源到宿的传递和网际互连（包Packet）
传输层：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）
会话层：建立、管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）
表示层：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）
应用层：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）
（1.ICMP是（Internet Control Message Protocol）Internet控制报文协议。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。
2.RIP（Routing Information Protocol）路由信息协议）
3.PPP点对点协议(Point to Point Protocol) PPP（点到点协议）是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。
*2.TCP三次握手和四次挥手的全过程
三次握手：
第一次握手：客户端发送syn包(syn=x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），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=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。
握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。
(为什么三次握手：谢希仁版《计算机网络》中的例子是这样的，“已失效的连接请求报文段”的产生在这样一种情况下：client发出的第一个连接请求报文段并没有丢失，而是在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server。本来这是一个早已失效的报文段。但server收到此失效的连接请求报文段后，就误认为是client再次发出的一个新的连接请求。于是就向client发出确认报文段，同意建立连接。假设不采用“三次握手”，那么只要server发出确认，新的连接就建立了。由于现在client并没有发出建立连接的请求，因此不会理睬server的确认，也不会向server发送ack包。目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误”。)
四次握手：
与建立连接的“三次握手”类似，断开一个TCP连接则需要“四次握手”。
第一次挥手：主动关闭方发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不 会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据)，但是，此时主动关闭方还可 以接受数据。
第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）。
第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。
第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。
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ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。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。故需要四步握手。
*3.TCP和UDP的区别？
（1.特点、举例； 2.协议； 3.TCP可靠性）
TCP提供面向连接的、可靠的数据流传输，而UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。
TCP传输单位称为TCP报文段，UDP传输单位称为用户数据报。
TCP注重数据安全性，UDP数据传输快，因为不需要连接等待，少了许多操作，但是其安全性却一般。
TCP对应的协议和UDP对应的协议
TCP对应的协议：
（1） FTP：定义了文件传输协议，使用21端口。
（2） Telnet：一种用于远程登陆的端口，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。
（3） SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器开放的是25号端口。
（4） POP3：它是和SMTP对应，POP3用于接收邮件。POP3协议所用的是110端口。
（5）HTTP：是从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。
UDP对应的协议：
（1） DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。
（2） SNMP：简单网络管理协议，使用161号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备很多，无连接的服务就体现出其优势。
（3） TFTP(Trival File Tran敏感词er Protocal)，简单文件传输协议，该协议在熟知端口69上使用UDP服务。
TCP（传输控制协议）：
1）提供IP环境下的数据可靠传输，主要有：超时重传机制（发送端在RTO时间内未收到接收端的ack确认信息）；拥塞控制（慢启动和拥塞避免）；字节流顺序（每个字节都有一个序号）；面向连接。全双工操作（数据在两个方向上可同时传送），多路复用，端到端的传输。
2）面向连接：全双工通信方式，通信前双方建立连接（三次握手），再数据传送。通信结束后要断开连接（四次挥手）。
3）TCP支持的应用协议主要有：Telnet（远程登录）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）。适用于传输数据量大，可靠性要求高的应用，但是效率较低。
UDP（用户数据报协议）：
1）面向非连接的（正式通信前不必与对方建立连接，不管对方状态就直接传送，即时通信比如短信，QQ，在线视屏（花屏一两次也没事）），不提供可靠传输（拥塞控制，差错恢复），用于传送少量数据，可靠性要求低的应用。
2）UDP支持的应用协议：NFS（网络文件系统），SNMP（简单网络管理系统）、DNS（主域名系统）。
Moreover：TCP可用于网络数据库，分布式高精度计算系统的数据传输；UDP可用于内部局域网（丢包错误率较低）
参考：TCP拥塞控制
*4.TCP的可靠性如何保证？
（1.超时重传；2.拥塞控制；3.面向连接）
超时重传机制（发送端在RTO时间内未收到接收端的ack确认信息）；拥塞控制（慢启动和拥塞避免）；字节流顺序（每个字节都有一个序号）；面向连接
1、应用数据被分割成TCP认为最适合发送的数据块。这和UDP完全不同，应用程序产生的数据报长度将保持不变。 (将数据截断为合理的长度) 2、当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段。(启动时钟，超时重发)
参考：网络常见面试题、TCP传输可靠性
*5.ARP协议的工作原理
地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol）
*6.在浏览器中输入网址后执行的全部过程
1）客户端浏览器通过DNS解析到http://www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层。
2）在客户端的传输层，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。
3）客户端的网络层不用关心应用层或者传输层的东西，主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器，期间可能经过多个路由器，这些都是由路由器来完成的工作，不作过多的描述，无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。
4）客户端的链路层，包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。
7.NAT协议、DHCP协议、DNS协议的作用
NAT协议：网络地址转换(NAT,Network AddressTranslation)属接入广域网(WAN)技术，
是一种将私有（保留）地址转化为合法IP地址的转换技术，它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单，NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
借助于NAT，私有（保留）地址的"内部"网络通过路由器发送数据包时，私有地址被转换成合法的IP地址，一个局域网只需使用少量IP地址（甚至是1个）即可实现私有地址网络内所有计算机与Internet的通信需求。
DHCP协议：动态主机设置协议（Dynamic Host ConfigurationProtocol, DHCP）
是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。
DNS协议：DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写，是因特网的一项核心服务，它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。
*1.从地址栏里输入网址，回车直到页面打开。按照TCP/IP协议，从应用层到链路层经过哪些协议？他们的作用？
应用层（Application）：
HTTP超文本传输协议，提供www等服务。输入的网址包含http：//，一般为默认。
DNS动态域名系统，提供域名到IP地址的解析
FTP文件传输协议，提供文件的传送，如上传，下载
RIP路由信息协议，提供路由信息
传输层（Transport）：
TCP传输控制协议，提供面向连接的，端到端的，可靠的数据传输
UDP用户数据报协议，提供面向无连接的，不可靠的，快捷的数据传输
网际层（Internet）：
IP因特网通信协议，负责选择数据传送的道路。主要有两个功能：寻址，分段。
ARP地址解析协议，提供IP地址到MAC地址的解析
ICMP控制报文协议，提供IP主机，路由器之间控制消息（网络通不通）的传递。
链路层（link）：
PPP点对点协议，提供路由器之间或者主机之间的连接
（PS：OSI中ARP是链路层；TCP/IP中ARP是网际层）
*2.HTTP, HTTPS 和 SSL
HTTP是超文本传输协议 Hyper Text Transfer Protocol, 它主要负责web server和web浏览器之间的通讯，HTTP协议把web client （浏览器）的请求发送到一个web server, 并把网页内容从web server返回到浏览器。常用请求包括get和post两种，
HTTPS 是安全超文本传输协议 Secure HTTP, 主要用于在web server和web 浏览器之间进行隐私数据的传输
SSL – Secure Sockets Layer(安全套接层), SSL协议用于安全数据传输的数据加密
参考：Http常见面试
*3.四次挥手过程，如果主动关闭方没有等待2MSL，会如何？
MSL是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文可以译为“报文最大生存时间”，他是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。
2MSL即两倍的MSL，TCP的TIME_WAIT状态也称为2MSL等待状态，当TCP的一端发起主动关闭，在发出最后一个ACK包后，即第3次握手完成后发送了第四次握手的ACK包后就进入了TIME_WAIT状态，必须在此状态上停留两倍的MSL时间，等待2MSL时间主要目的是怕最后一个ACK包对方没收到，那么对方在超时后将重发第三次握手的FIN包，主动关闭端接到重发的FIN包后可以再发一个ACK应答包。在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。
A发出ACK,等待ACK到达对方的超时时间MSL，等待FIN的超时重传,也是MSL,所以如果2MSL时间内没有收到FIN，说明对方安全收到ACK。
*4.HTTP响应的结构是怎么样的？
答：HTTP响应由三个部分组成：
状态码(Status Code)：描述了响应的状态。可以用来检查是否成功的完成了请求。请求失败的情况下，状态码可用来找出失败的原因。如果Servlet没有返回状态码，默认会返回成功的状态码HttpServletResponse.SC_OK。
HTTP头部(HTTP Header)：它们包含了更多关于响应的信息。比如：头部可以指定认为响应过期的过期日期，或者是指定用来给用户安全的传输实体内容的编码格式。
主体(Body)：它包含了响应的内容。它可以包含 HTML 代码，图片，等等。主体是由传输在 HTTP 消息中紧跟在头部后面的数据字节组成的。
HTTP状态码：
成功2××：成功处理了请求的状态码。
重定向3××：重定向
客户端错误4××：表示请求可能出错，妨碍了服务器的处理。
服务器错误5××：表示服务器在处理请求时发生内部错误。这些错误可能是服务器本身的错误，而不是请求出错。
*5.Get和Post的差别
1.从HTTP标准来看Get和Post
get：get用于标识获取资源而用的，他有两种特性2.从应用角度来看
get
1.get请求参数放在URL后面，格式是URL?key1=value1&key2=value2...，可以在链接看到参数
2.理论上HTTP并没有对URL长度进行限制，也就是对get参数没有长度限制，但是一般用户打开链接都是通过浏览器，因此会受到浏览器或者操作系统限制长度，比较常见的限制长度是1024字节。
post
1.post请求数据会放在HTTP包中，保密性相对安全。
2.HTTP标准也没有对POST数据进行限制，但是会受到服务端的长度限制，如处理的程序（PHP），服务器引擎（Apache）。
3.总结
get适合于查询区分某些特定数据的页面，如商品展示。
由于post的HTTP标准，因此更适合做数据的改变，而且由于应用角度上的数据传递方式，更适合用于登录注册功能页，因为不会被别人明眼看到数据（其实就算用POST，如果用心搞你，可以通过捉包去获取数据，也不是说安全挺多的）。
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HTTP请求报文和响应报文
HTTP请求报文
一个HTTP请求报文由请求行（request line）、请求头部（header）、空行和请求数据4个部分组成。
1.请求头
请求行由请求方法字段、URL字段和HTTP协议版本字段3个字段组成，它们用空格分隔。例如，GET /index.html HTTP/1.1。
HTTP协议的请求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT。
2.请求头部
请求头部由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号“:”分隔。请求头部通知服务器有关于客户端请求的信息，典型的请求头有：
User-Agent：产生请求的浏览器类型。
Accept：客户端可识别的内容类型列表。
Host：请求的主机名，允许多个域名同处一个IP地址，即虚拟主机。
3.空行
最后一个请求头之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知服务器以下不再有请求头。
4.请求数据
请求数据不在GET方法中使用，而是在POST方法中使用。POST方法适用于需要客户填写表单的场合。与请求数据相关的最常使用的请求头是Content-Type和Content-Length。
HTTP响应报文
HTTP响应也由三个部分组成，分别是：状态行、消息报头、响应正文。
响应中唯一真正的区别在于第一行中用状态信息代替了请求信息。状态行（status line）通过提供一个状态码来说明所请求的资源情况。
状态行格式如下：
HTTP-Version Status-Code Reason-Phrase CRLF
其中，HTTP-Version表示服务器HTTP协议的版本；Status-Code表示服务器发回的响应状态代码；Reason-Phrase表示状态代码的文本描述。状态代码由三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，且有五种可能取值。
- 1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理。
- 2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受。
- 3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作。
- 4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现。
- 5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求。
常见状态代码、状态描述的说明如下。
- 200 OK：客户端请求成功。
- 400 Bad Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解。
- 401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用。
- 403 Forbidden：服务器收到请求，但是拒绝提供服务。
- 404 Not Found：请求资源不存在，举个例子：输入了错误的URL。
- 500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误。
- 503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常。
举个例子：HTTP/1.1 200 OK（CRLF）。
- IP协议
IP协议规定了数据传输的基本单元和格式。IP可以根据数据包包头中包括的目的地址将数据包传送到目的地址，在此过程中IP负责选择传送的道路，这种选择道路称为路由功能。
- IP头、TCP头、UDP头
IP头结构的定义
（五层：1.版本4+头4+服务类型8，数据包长度16； 2.数据包标识16+标志位3+段偏移13； 3.存活时间8+协议类型8+首部校验和16； 4.源IP32； 5.目的IP32；）
/*IP头定义，共20个字节*/
typedef struct _IP_HEADER
{
char m_cVersionAndHeaderLen; //版本信息(前4位)，头长度(后4位)
char m_cTypeOfService; // 服务类型8位
short m_sTotalLenOfPacket; //数据包长度
short m_sPacketID; //数据包标识
short m_sSliceinfo; //分片使用
char m_cTTL; //存活时间
char m_cTypeOfProtocol; //协议类型
short m_sCheckSum; //校验和
unsigned int m_uiSourIp; //源ip
unsigned int m_uiDestIp; //目的ip
} __attribute__((packed))IP_HEADER, *PIP_HEADER ;
TCP头结构定义
（五层：1.源16+目的16； 2.序列号； 3.确认号；4.TCP头4+保留6+标志位6，窗口16； 5.校验和16位+紧急指针16位）
/*TCP头定义，共20个字节*/
typedef struct _TCP_HEADER
{
short m_sSourPort; // 源端口号16bit
short m_sDestPort; // 目的端口号16bit
unsigned int m_uiSequNum; // 序列号32bit
unsigned int m_uiAcknowledgeNum; // 确认号32bit
short m_sHeaderLenAndFlag; // 前4位：TCP头长度；中6位：保留；后6位：标志位
short m_sWindowSize; // 窗口大小16bit
short m_sCheckSum; // 检验和16bit
short m_surgentPointer; // 紧急数据偏移量16bit
}__attribute__((packed))TCP_HEADER, *PTCP_HEADER;
/*TCP头中的选项定义
kind(8bit)+Length(8bit，整个选项的长度，包含前两部分)+内容(如果有的话)
KIND = 1表示 无操作NOP，无后面的部分
2表示 maximum segment 后面的LENGTH就是maximum segment选项的长度（以byte为单位，1+1+内容部分长度）
3表示 windows scale 后面的LENGTH就是 windows scale选项的长度（以byte为单位，1+1+内容部分长度）
4表示 SACK permitted LENGTH为2，没有内容部分
5表示这是一个SACK包 LENGTH为2，没有内容部分
8表示时间戳，LENGTH为10，含8个字节的时间戳
*/
typedef struct _TCP_OPTIONS
{
char m_ckind;
char m_cLength;
char m_cContext[32];
}__attribute__((packed))TCP_OPTIONS, *PTCP_OPTIONS;
UDP头结构的定义
（两层：1.源端口16+目的端口16； 2.数据包长度16+校验和16；）
/*UDP头定义，共8个字节*/
typedef struct _UDP_HEADER
{
unsigned short m_usSourPort; // 源端口号16bit
unsigned short m_usDestPort; // 目的端口号16bit
unsigned short m_usLength; // 数据包长度16bit
unsigned short m_usCheckSum; // 校验和16bit
}__attribute__((packed))UDP_HEADER, *PUDP_HEADER;