Java 面试之计算机网络

OSI与TCP/IP各层

TCP、HTTP

TCP三次握手、四次挥手

TCP三次握手（建立连接）

1. 第一次握手：客户端向服务器发送SYN(seq=j)包到服务器；
2. 第二次握手：服务器收到SYN包，向客户端发送ACK包(ack=j+1)和SYN包(seq=k)；
3. 第三次握手：客户端收到SYN＋ACK包，向服务器发送ACK包(ack=k+1)，完成三次握手。
   

TCP四次挥手（终止连接）

1. 第一次挥手：客户端向服务器发送FIN包(seq=j)，关闭客户到服务器的数据传送；
2. 第二次挥手：服务器收到FIN包，向客户端发送ACK包(ack=j+1)；
3. 第三次挥手：服务器向客户端发送FIN包(seq=k)；
4. 第四次挥手：客户端收到FIN包，向客户端发送ACK包(ack=k+1)，完成四次挥手。
   

为什么TCP连接是3次而终止是4次

  连接时，服务端收到SYN后，把ACK和SYN一起打包回发给客户端，只有3次。
  终止时，由于TCP连接是全双工的，每个方向都必须单独进行关闭，即FIN和ACK是分开发送的，所以有4次。
  当一方完成它的数据发送任务后，发送一个FIN来终止连接。但收到一个FIN只表示对方没有数据发送，而己方仍能发送数据。因此必须单独关闭。

HTTP相关

HTTP的状态码含义

分类	描述
1xx	信息，服务器收到请求，需要请求者继续执行操作
2xx	成功，操作被成功接收并处理
3xx	重定向，需要进一步的操作以完成请求
4xx	请求错误，请求包含语法错误或无法完成请求
5xx	服务器错误，服务器在处理请求时发生错误

HTTP Request的几种类型

类型	描述	幂等性	安全性
POST	向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或上传文件）	否	否
PUT	向指定资源位置上传其最新内容	是	否
DELETE	请求服务器删除所标识的资源	是	否
GET	向特定的资源发出请求	是	是
HEAD	向服务器索要与GET请求相一致的响应，不过响应体不会被返回	是	是
OPTIONS	返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方法	是	是
TRACE	回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断	-	-
CONNECT	HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器	-	-

幂等性指该方法多次调用最终资源状态是一样的。
安全性指访问资源的时候资源本身不会发生改变。

HTTP 1.0、HTTP1.1、HTTP2.0

• HTTP 1.0中，客户端的每次请求都要建立一次单独的连接，在处理完本次请求后，就自动释放连接。
• HTTP 1.1中，支持长连接和流水线请求处理，在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应，若干个请求串行化单线程处理。
• HTTP2.0中，基于二进制解析，可多路复用，多个请求可同时在一个连接上并行处理。

TCP与HTTP的报文结构

Forward与Redirect

• 直接转发（Forward）：也称转发，浏览器发出请求，服务器把响应内容读取过来，然后再把这些内容发给浏览器。地址栏显示原来的URL。
• 间接转发（Redirect）：也称重定向，浏览器发出请求，服务器端在响应第一次请求的时候，让浏览器向另一个地址发出请求，然后得到响应。地址栏显示新的URL。

Cookie与Session

• Cookie：为了辨别用户身份而储存在客户端的数据。服务器在Http响应头中添加Set-Cookie信息，浏览器收到响应后会根据头中的字段保存Cookie，下一次访问时在请求头中附带Cookie内容，供服务器根据Cookie值进行后续处理。
• Session：为了保存用户信息而储存在服务端的数据。当客户端第一次访问时，服务器会计算出一个sessionID，创建一个对应的Session对象并存储；然后将sessionID保存至浏览器Cookie，下一次访问时服务器根据sessionID来匹配Session，Session中可以存一些键值对。

Cookie最典型的应用是：①判断用户是否登陆过网站，以便下次登录时能够直接登录。②购物车信息处理。

访问一个网页全过程

1. 输入URL；
2. DNS将域名解析成IP地址；
3. 建立TCP连接；
4. OSPF（内部网关协议）决定经过哪些路由器，ARP（地址解析协议）负责求下一个节点地址；
5. 发送HTTP请求；
6. 得到响应，展现HTML界面。

使用Socket通信的几个关键函数

1. 初始化socket：int socket(int domain, int type, int protocol);
   • domain ：指定通信协议族。
   • type：指定socket类型。
   • protocol ：协议类型。
   • 返回值：成功返回非负整数。
2. 绑定端口：int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
   • sockfd：socket函数返回的套接字。
   • addr：要绑定的地址。
   • addrlen：地址长度。
   • 返回值：成功返回0，失败返回-1。
3. 监听端口：int listen(int sockfd, int backlog);
   • sockfd：socket函数返回的套接字。
   • backlog：已完成三次握手的最大连接个数。
   • 返回值：成功返回0，失败返回-1。
4. 响应连接请求：int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
   • sockfd：服务器套接字。
   • addr：将返回对等方的套接字地址。
   • addrlen：返回对等方的套接字地址长度。
   • 返回值：成功返回非负整数，失败返回-1。
5. 建立连接：int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);
   • sockfd：未连接套接字。
   • addr：要连接的套接字地址。
   • addrlen：第二个参数addr长度。
   • 返回值：成功返回0，失败返回-1。

IP地址分类

交换机与路由器区别

比较点	交换机	路由器
作用	用于网络内部数据交换	用于不同网络间数据传输
工作层	数据链路层	网络层
处理方式	硬件处理	软件处理
工作依靠	MAC地址	IP地址