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  • 计算机网络常见面试题

    (一)请简述TCPUDP的区别

    TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输,而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输。

    两者的区别大致如下:

    TCP面向连接,UDP面向非连接即发送数据前不需要建立链接
    TCP提供可靠的服务(数据传输),UDP无法保证
    TCP面向字节流,UDP面向报文
    TCP数据传输慢,UDP数据传输快

    UDP(User Datagram Protocol)

    UDP不提供复杂的控制机制,利用IP提供面向无连接的通信服务。并且它是将应用程序发来的数据在收到的那一刻,立刻按照原样发送到网络上的一种机制。

    即使是出现网络拥堵的情况下,UDP也无法进行流量控制等避免网络拥塞的行为。此外,传输途中如果出现了丢包,UDP也不负责重发。甚至当出现包的到达顺序乱掉时也没有纠正的功能。如果需要这些细节控制,那么不得不交给由采用UDP的应用程序去处理。换句话说,UDP将部分控制转移到应用程序去处理,自己却只提供作为传输层协议的最基本功能。UDP有点类似于用户说什么听什么的机制,但是需要用户充分考虑好上层协议类型并制作相应的应用程序。

    TCP(Transmission Control Protocol)
    TCP充分实现了数据传输时各种控制功能,可以进行丢包的重发控制,还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制。而这些在UDP中都没有。此外,TCP作为一种面向有连接的协议,只有在确认通信对端存在时才会发送数据,从而可以控制通信流量的浪费。

    TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可靠性传输。

    TCP与UDP如何加以区分使用?

    TCP用于在传输层有必要实现可靠性传输的情况。由于它是面向有连接并具备顺序控制、重发控制等机制的。所以它可以为应用提供可靠传输。

    另一方面,UDP主要用于那些对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信。举一个IP电话进行通话的例子。如果使用TCP,数据在传送途中如果丢失会被重发,但是这样无法流畅地传输通话人的声音,会导致无法进行正常交流。而采用UDP,它不会进行重发处理。从而也就不会有声音大幅度延迟到达的问题。即使有部分数据丢失,也只是影响某一小部分的通话。此外,在多播与广播通信中也使用UDP而不是UDP。RIP、DHCP等基于广播的协议也要依赖于UDP。

    TCP与UDP区别总结:

    1、TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接
    2、TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付
    3、TCP面向字节流,实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的
    UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等)
    4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信
    5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小,只有8个字节
    6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道

    (二)请简单说一下你了解的端口及对应的服务?
    端口 服务
    21 FTP(文件传输协议)
    22 SSH
    23 Telnet(远程登录)服务
    25 SMTP(简单邮件传输协议)
    53 DNS域名服务器
    80 HTTP超文本传输协议
    110 POP3邮件协议3
    443 HTTPs
    1080 Sockets
    1521 Oracle数据库默认端口
    3306 MySQL服务

    (三)说一说TCP的三次握手

    在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的是同步连接双方的序列号和确认号并交换 TCP窗口大小信息。

    1、第一次握手:建立连接,客户端发送连接请求报文段,件SYN位置为1,SequenceNumber为x;然后客户端进入SYN_SEND状态,等待服务器确认
    2、第二次握手:服务器收到客户端的SYN报文段,需要对这个SYN报文段进行确认,设置AcknowledgmentNumber为x+1(SequenceNumber+1);同时,自己还要发送SYN请求信息,将SYN位置为1,Sequence Number为y;服务器端将上述所有信息放到一个报文段(即SYN+ACK报文段)中,一并发送给客户端,此时服务器进入SYN_RECV状态。
    3、第三次握手:客户端接收到SYN_ACK报文段,然后将Acknowledgment Number设置为y+1,向服务器发送ACK报文段,这个报文段发送完毕之后,客户端和服务器端都进入ESTABLISHED状态,完成TCP三次握手。

    (四)有哪些私有(保留)地址?

    A类:10.0.0.0 - 10.255.255.255
    B类:172.16.0.0 - 172.31.255.255
    C类:192.168.0.0 - 192.168.255.255

    (五)IP地址分为哪几类?简单说一下各个分类

    所谓的“分类的IP地址”就是将IP地址分为若干个固定类,每一类都由两个固定长度的字段组成,其中第一个字段是网络号,它标志主机(或路由器)所连接到的网络。一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的。第二个字段是主机号,它标志该主机(或路由器)。一个主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。由此可见,一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
    A类 以0开头 1.0.0.0-127.255.255.255 8位 24位
    B类 以10开头 128.0.0.0-255.255.255 16位16位
    C类 以110开头 192.0.0.0-223.255.255.255 24位8位
    D类前四位固定为1110,后面为多播地址,所以D类地址为多播地址
    E类前五位固定为11110,后面保留为今后所用

    (六)在浏览器中输入网址之后执行会发生什么?

    查找域名对应的IP地址。这一步会依次查找浏览器缓存,系统缓存,路由器缓存,ISPNDS缓存,根域名服务器
    浏览器向IP对应的web服务器发送一个HTTP请求
    服务器响应请求,发回网页内容
    浏览器解析网页内容

    在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程
    1、客户端浏览器通过DNS解析到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系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,我不作过多的描述,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。

    (七)简单解释一些ARP协议的工作过程

    1:首先,每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。
    2:当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP地址。
    3:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
    4:源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。
    广播发送ARP请求,单播发送ARP响应。

    (八)说一说OSI七层模型

    物理层
    在OSI参考模型中,物理层(Physical Layer)是参考模型的最低层,也是OSI模型的第一层。
    物理层的主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接,实现比特流的透明传输。
    物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送,尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化,对传送的比特流来说,这个电路好像是看不见的。
    数据链路层
    数据链路层(Data Link Layer)是OSI模型的第二层,负责建立和管理节点间的链路。该层的主要功能是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
    在计算机网络中由于各种干扰的存在,物理链路是不可靠的。因此,这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上,通过差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变为无差错的数据链路,即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。
    该层通常又被分为介质访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)两个子层。
    MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题,完成网络介质的访问控制;
    LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接,执行差错校验、流量控制和链路控制。
    数据链路层的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层;并且,还负责处理接收端发回的确认帧的信息,以便提供可靠的数据传输。
    网络层
    网络层(Network Layer)是OSI模型的第三层,它是OSI参考模型中最复杂的一层,也是通信子网的最高一层。它在下两层的基础上向资源子网提供服务。其主要任务是:通过路由选择算法,为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发,建立、维持和终止网络的连接。具体地说,数据链路层的数据在这一层被转换为数据包,然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制,将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。
    一般地,数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信,而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时,必然会遇到路由(即两节点间可能有多条路径)选择问题。
    在实现网络层功能时,需要解决的主要问题如下:
    寻址:数据链路层中使用的物理地址(如MAC地址)仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时,为了识别和找到网络中的设备,每一子网中的设备都会被分配一个唯一的地址。由于各子网使用的物理技术可能不同,因此这个地址应当是逻辑地址(如IP地址)。
    交换:规定不同的信息交换方式。常见的交换技术有:线路交换技术和存储转发技术,后者又包括报文交换技术和分组交换技术。
    路由算法:当源节点和目的节点之间存在多条路径时,本层可以根据路由算法,通过网络为数据分组选择最佳路径,并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端。
    连接服务:与数据链路层流量控制不同的是,前者控制的是网络相邻节点间的流量,后者控制的是从源节点到目的节点间的流量。其目的在于防止阻塞,并进行差错检测。

    传输层
    OSI下3层的主要任务是数据通信,上3层的任务是数据处理。而传输层(Transport Layer)是OSI模型的第4层。因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁,起到承上启下的作用。
    该层的主要任务是:向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制,保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节,即向用户透明地传送报文。该层常见的协议:TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。
    传输层提供会话层和网络层之间的传输服务,这种服务从会话层获得数据,并在必要时,对数据进行分割。然后,传输层将数据传递到网络层,并确保数据能正确无误地传送到网络层。因此,传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送,当两节点的联系确定之后,传输层则负责监督工作。综上,传输层的主要功能如下:
    传输连接管理:提供建立、维护和拆除传输连接的功能。传输层在网络层的基础上为高层提供“面向连接”和“面向无接连”的两种服务。
    处理传输差错:提供可靠的“面向连接”和不太可靠的“面向无连接”的数据传输服务、差错控制和流量控制。在提供“面向连接”服务时,通过这一层传输的数据将由目标设备确认,如果在指定的时间内未收到确认信息,数据将被重发。
    监控服务质量。
    会话层
    会话层(Session Layer)是OSI模型的第5层,是用户应用程序和网络之间的接口,主要任务是:向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信,并对数据交换进行管理。
    用户可以按照半双工、单工和全双工的方式建立会话。当建立会话时,用户必须提供他们想要连接的远程地址。而这些地址与MAC(介质访问控制子层)地址或网络层的逻辑地址不同,它们是为用户专门设计的,更便于用户记忆。域名(DN)就是一种网络上使用的远程地址例如:www.3721.com就是一个域名。会话层的具体功能如下:
    会话管理:允许用户在两个实体设备之间建立、维持和终止会话,并支持它们之间的数据交换。例如提供单方向会话或双向同时会话,并管理会话中的发送顺序,以及会话所占用时间的长短。
    会话流量控制:提供会话流量控制和交叉会话功能。
    寻址:使用远程地址建立会话连接。l
    出错控制:从逻辑上讲会话层主要负责数据交换的建立、保持和终止,但实际的工作却是接收来自传输层的数据,并负责纠正错误。会话控制和远程过程调用均属于这一层的功能。但应注意,此层检查的错误不是通信介质的错误,而是磁盘空间、打印机缺纸等类型的高级错误。
    表示层
    表示层(Presentation Layer)是OSI模型的第六层,它对来自应用层的命令和数据进行解释,对各种语法赋予相应的含义,并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题,如编码、数据格式转换和加密解密”等。表示层的具体功能如下:
    数据格式处理:协商和建立数据交换的格式,解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。
    数据的编码:处理字符集和数字的转换。例如由于用户程序中的数据类型(整型或实型、有符号或无符号等)、用户标识等都可以有不同的表示方式,因此,在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能。
    压缩和解压缩:为了减少数据的传输量,这一层还负责数据的压缩与恢复。
    数据的加密和解密:可以提高网络的安全性。
    应用层
    应用层(Application Layer)是OSI参考模型的最高层,它是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口,其功能是直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。它在其他6层工作的基础上,负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系,建立与结束使用者之间的联系,并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。此外,该层还负责协调各个应用程序间的工作。
    应用层为用户提供的服务和协议有:文件服务、目录服务、文件传输服务(FTP)、远程登录服务(Telnet)、电子邮件服务(E-mail)、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等。上述的各种网络服务由该层的不同应用协议和程序完成,不同的网络操作系统之间在功能、界面、实现技术、对硬件的支持、安全可靠性以及具有的各种应用程序接口等各个方面的差异是很大的。应用层的主要功能如下:
    用户接口:应用层是用户与网络,以及应用程序与网络间的直接接口,使得用户能够与网络进行交互式联系。
    实现各种服务:该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务。
    OSI7层模型的小结
    由于OSI是一个理想的模型,因此一般网络系统只涉及其中的几层,很少有系统能够具有所有的7层,并完全遵循它的规定。
    在7层模型中,每一层都提供一个特殊的网络功能。从网络功能的角度观察:下面4层(物理层、数据链路层、网络层和传输层)主要提供数据传输和交换功能,即以节点到节点之间的通信为主;第4层作为上下两部分的桥梁,是整个网络体系结构中最关键的部分;而上3层(会话层、表示层和应用层)则以提供用户与应用程序之间的信息和数据处理功能为主。简言之,下4层主要完成通信子网的功能,上3层主要完成资源子网的功能。

    (九)说一说TCP/IP四层模型
    1、网络接口层  
       实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现,只是要求能够提供给其上层-网际层一个访问接口,以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被定义,所以其具体的实现方法将随着 网络类型的不同而不同。  
      2、网际层  
       网际层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时,为了尽快地发送分组,可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此,分组到达的顺序和发送的 顺序可能不同,这就需要上层必须对分组进行排序。  
       网际层定义了分组格式和协议,即IP协议(Internet Protocol)。  
       网际层除了需要完成路由的功能外,也可以完成将不同类型的网络(异构网)互连的任务。除此之外,网际层还需要完成拥塞控制的功能。  
      3、传输层  
      在TCP/IP模型中,传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即:传输控制协议TCP(transmission control protocol)和用户数据报协议UDP(user datagram protocol)。  
      TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端,它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端,它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制,以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。  
      UDP协议是一个不可靠的、无连接协议,主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。  
      4、应用层  
      TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。  
      应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中,有基于TCP协议的,如文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP),也有基于UDP协议的。

    (十)HTTP 协议包括哪些请求?

    GET:对服务器资源的简单请求
    POST:用于发送包含用户提交数据的请求
    ------------以及------------

    HEAD:类似于GET请求,不过返回的响应中没有具体内容,用于获取报头
    PUT:传说中请求文档的一个版本
    DELETE:发出一个删除指定文档的请求
    TRACE:发送一个请求副本,以跟踪其处理进程
    OPTIONS:返回所有可用的方法,检查服务器支持哪些方法
    CONNECT:用于ssl隧道的基于代理的请求

    (十一)简述HTTP中GET和POST的区别

    从原理性看:

    根据HTTP规范,GET用于信息获取,而且应该是安全和幂等的
    根据HTTP规范,POST请求表示可能修改服务器上资源的请求

    从表面上看:

    GET请求的数据会附在URL后面,POST的数据放在HTTP包体
    POST安全性比GET安全性高
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