计算机网络面试看这一篇可能还不够

一、

传输控制协议TCP简介

面向链接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议

将应用层的数据流分割成报文段并发送给目标节点的TCP层

数据包都有序号,对方收到则发送ACK确认,未收到则重传

使用奇偶校验和来检验数据在传输过程中是否有误

TCP Flags

URG:紧急指针标志

ACK:确认序号标志

PSH:push标志

RST:重置连接标志

SYN:同步序号,用于建立连接过程

FIN:finish标志,用于释放连接

“握手”是为了建立连接,TCP三次握手的流程图如下:

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在TCP/IP协议中,TCP协议提供可靠的连接服务,采用三次握手建立一个连接。

第一次握手:建立连接时,客户端发送SYN包(syn=j)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=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),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=k+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。

首次握手的隐患---SYN超时

问题起因分析

Server收到Client的SYN,回复SYN-ACK的时候未收到ACK确认

Server不断重试直至超时,linux默认等待63秒才断开连接,默认重试5次。

针对SYN Flood的防护措施

SYN队列满后,通过tcp_syncookies参数回发SYN Cookie

如果正常连接则Client会回发SYN Cookie,直接建立连接。

建立连接后,Client出现故障怎么办

保活机制:

向对方发送保活探测报文,如果未收到响应则继续发送

尝试次数达到保活探测数仍未收到响应则中断连接。

TCP的四次挥手

“挥手”是为了终止连接,TCP四次挥手的流程图如下:

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TCP采用四次挥手来释放连接

第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态;

第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK到Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态;

第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态;

第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK到Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

为什么会有TIME_WAIT状态

原因:

确保有足够的时间让对方收到ACK包

避免新旧连接混淆

服务器出现大量CLOSE_WAIT状态的原因

对方关闭socket连接,我方忙于读/写,没有及时关闭连接

检查代码,特别是释放资源的代码

检查配置,特别是处理请求的线程配置

TCP的滑动窗口

RTT和RTO

RTT:发送一个数据包到收到对应的ACK,所花费的时间

RTO:重传时间间隔

TCP使用滑动窗口做流量控制与乱序重排

保证TCP的可靠性

保证TCP的流控特性

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UDP简介:

UDP的特点

面向非连接

不维护连接状态,支持同时向多个客户端传输相同的消息

数据包报头只有8个字节,额外开销较小

吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能

尽最大努力交付,不保证可靠交付,不需要维持复杂的链接状态表

面向报文,不对应用程序提交的报文信息进行拆分或者合并

TCP和UDP的区别

面向连接vs无连接

可靠性:TCP可靠(握手,重传) UDP不可靠

有序性:TCP用序列号来保证有序,UDP无序

速度:TCP较慢,UDP快

量级:TCP重量级,UDP轻量级 体现在头部 TCP20字节,UDP8字节

超文本传输协议HTTP主要特点

支持客户/服务器模式

简单快速

灵活

无连接

无状态


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请求/响应的步骤

客户端连接到Web服务器

发送Http请求

服务器接受请求并返回HTTP响应

释放连接TCP连接

在浏览器地址栏键入URL,按下回车之后经历的流程:

1、DNS解析 逐层 浏览器缓存->系统缓存->路由器缓存->IPS服务器缓存->域名服务器缓存->顶级域名服务器缓存

2、TCP连接 默认80端口

3、发送HTTP请求

4、服务器处理请求并返回HTTP报文

5、浏览器解析渲染页面

6、连接结束

HTTP状态码:

五中可能的取值

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受、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:服务端错误--服务器未能实现合法的请求

常见状态码

200 OK:正常返回信息

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,eg,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

GET请求和POST请求的区别

从三个层面来解答

Http报文层面:GET将请求信息放在URL,POST放在报文体中

数据库层面:GET符合幂等性和安全性,POST不符合

其他层面:GET可以被缓存、被存储,而POST不行

Cookie简介

是由服务器发给客户端的特殊信息,以文本的形式存放在客户端

客户端再次请求的时候,会把Cookie回发

服务器接受到后,会解析Cookie生成与客户端相对应的内容

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Session简介

服务器端的机制,在服务器上保存的信息

解析客户端请求并操作session id,按需保存状态信息

Session的实现方式

使用Cookie来实现

使用URL回写来实现

Cookie和Session的区别

Cookie数据存放在客户的浏览器上,Session数据放在服务器上

Seesion相对于Cookie更安全

若考虑减轻服务器负担,应当使用Cookie

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SSL(Security Sockets Layer,安全套接层)

为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议

是操作系统对外的API,SSL3.0后更名为TLS

采用身份验证和数据加密保证网络通信的安全和数据的完整性

加密的方式:

对称加密:加密和解密都使用同一个密钥

非对称加密:加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的

哈希算法:将任意长度的信息转换为固定长度的值,算法不可逆

数字签名:证明某个消息或者文件是某人发出/认同的

HTTPS数据传输流程

浏览器将支持的加密算法信息发送给服务器

服务器选择一套浏览器支持的加密算法,以证书的形式回发浏览器

浏览器验证证书合法性,并结合证书公钥加密信息发送给服务器

服务器使用私钥解密信息,验证哈希,加密响应消息回发浏览器

浏览器解密响应消息,并对消息进行验真,之后进行加密交互数据

HTTP和HTTPS的区别

HTTPS需要到CA申请证书,HTTP不需要

HTTPS密文传输,HTTP明文传输

连接方式不同,HTTPS默认使用443端口,HTTP使用80端口

HTTPS=HTTP+加密+认证+完整性保护,较HTTP安全

HTTPS真的很安全吗?

浏览器默认填充http://,请求需要进行跳转,有被劫持的风险

可以使用HSTS(HTTP Strict Transport Security) 优化

Socket简介

Socket是对于TCP/IP协议的抽象,是操作系统对外开放的接口


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