面试复习——Android工程师之网络基础
各层网络协议相关
1、OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构
- 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（连接层）、 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
TCP/IP口诀：从网络接口（层）获取数据时，需经过网络（层）访问，传输（层）到我们的应用（层）
各层网络协议的作用
- 物理层：连接两台主机之间的物理介质，单纯的01传输电信号
- 数据链路层：数据链路层规定电信号的分组方式，使用广播的方式在子网络中通过Mac地址的匹配，实现不同电脑上的数据传输
- 网络层：通过arp协议，使用ip来区分不同的计算机是否属于同一个子网络，再通过广播的方式在子网络中通过Mac地址的匹配，实现不同电脑上的数据传输
- 传输层：建立一个端口到另一个端口的通信（TPC/IP协议）
- 应用层：规定应用程序的数据格式（HTTP协议）
IP地址的分类
- A类地址： 第一个字节范围：0~127（0.0.0.0 - 127.255.255.255），默认子网掩码255.0.0.0
- B类地址： 第一个字节范围：128~191（128.0.0.0 - 191.255.255.255），默认子网掩码255.255.0.0
- C类地址：第一个字节范围：192~223（192.0.0.0 - 223.255.255.255），默认子网掩码255.255.255.0
网络请求之Get和Post的区别
- 传递方式：Get通过地址栏传输，Post通过报文传输
- 传递长度：Get提交数据最多1024字节，Post则没有限制
- 传递用途：Get是从服务器中获取数据，Post是向服务器发送数据
TCP三次握手和四次挥手
1、相关概念
- TCP三次握手：在客户端发送connect()的时候调用触发，即建立TCP连接，总共需要客户端和服务端共发送3个包来确保连接的建立
- TCP四次挥手：在客户端发送close()的时候调用触发，即断开TCP连接，总共需要客户端和服务端共发送4个包来确保连接的断开
2、相关术语
- 序号：Seq序号(Sequence number顺序号码)，占32位，用来标识从TCP源端向服务端发送的字节流
- 确认序号：Ack序号(Acknowledge number确认号码)，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1
- 标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN，具体含义如下：
- URG：紧急指针有效(urgent紧急)
- ACK：确认序号有效(acknowledgement 确认)
- PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层(push传送)
- RST：重置连接(reset重置)
- SYN：发起一个新连接(synchronous建立联机)
- FIN：释放一个连接(finish结束)
需要注意：不要将确认序号Ack与标志位中的ACK搞混了
3、TCP三次握手过程
- 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认
- 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态
- 第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了
4、TCP四次挥手过程
情况一：由于TCP连接时全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这里先说明客户端执行主动关闭，服务端执行被动关闭的挥手操作
- 第一次挥手：Client发送一个FIN，表示需要关闭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给Client，确认序号为收到序号+1，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给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手
情况二：客户端和服务端同时发起主动关闭挥手操作，其四次挥手操作与上面的操作原理是一样的，这里不做解释
5、相关状态
- CLOSED：表示初始状态
- LISTEN：表示服务器端的某个socket处于监听状态，可以接受连接
- SYN_RCVD：表示接受到了SYN报文
- SYN_SENT：表示客户端已发送SYN报文
- ESTABLISHED：表示连接已经建立
- FIN_WAIT_1：表示等待对方的FIN报文
- FIN_WAIT_2：表示等待对方的FIN报文，和FIN_WAIT_1的区别是，FIN_WAIT_2表示有一方要求close连接，但另外还告诉对方，我暂时还有点数据需要传送给你，稍后再关闭连接
- TIME_WAIT：表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文
- CLOSING：正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。这种情况，只有在双方几乎在同时close一个socket的时，那么就出现了双方同时发送FIN报文的情况，同时也会出现CLOSING状态，表示双方都正在关闭socket连接
- CLOSE_WAIT：表示在等待关闭
- LAST_ACK：表示被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文
6、为什么TCP连接是三次握手，断开是四次挥手？
- 在三次握手的时候，服务端在LISTEN状态下，收到建立连接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端，所以有三次发送包的机会
- 在四次挥手的时候，当服务端收到客户端的FIN报文时，仅仅表示客户端不再发送数据，但是还能接收数据，服务端也未必把全部数据都发送给客户端了，所以服务端可以立即close，也可以发送一些数据给客户端后，再发送FIN报文给客户端来表示同意现在关闭连接，因此，服务端ACK和FIN一般都会分开发送，所以有四次发送包的机会
TCP和UDP的区别
| TCP | UDP |
|---|---|
| 面向连接，需要三次握手进行连接 | 面向非连接 |
| 传输可靠，采用字节流传输 | 传输不可靠，采用报文传输 |
| 能传输大量的数据 | 能传输少量数据 |
| 传输速度慢 | 传输速度快 |
| 连接方式有点对点连接 | 连接方式有一对一，一对多，多对多 |
| 提供超时重发，丢弃重复数据，流量控制等功能 | 没有超时重发等机制 |
HTTP1.0和1.1的区别
- 长连接：HTTP1.0需要使用keep-alive参数来告知服务器端要建立一个长连接，而HTTP1.1默认支持长连接
- 节约带宽：HTTP1.1支持只发送header信息(不带任何body信息)，如果服务器认为客户端有权限请求服务器，则返回100，否则返回401。客户端如果接受到100，才开始把请求body发送到服务器，客户端如果接受到401，客户端就可以不用发送body信息，节约了带宽
- HOST域：HTTP1.0是没有host域的，HTTP1.1才支持这个参数
Http1.1和2.0的区别
- 多路复用：HTTP2.0使用了多路复用的技术，做到同一个连接并发处理多个请求，而且并发请求的数量比HTTP1.1大了好几个数量级
- 数据压缩：HTTP1.1不支持header数据的压缩，HTTP2.0使用HPACK算法对header的数据进行压缩，这样数据体积小了，在网络上传输就会更快
- 服务器推送：当我们对支持HTTP2.0的web server请求数据的时候，服务器会顺便把一些客户端需要的资源一起推送到客户端，免得客户端再次创建连接发送请求到服务器端获取，服务器端推送的这些资源其实存在客户端的某处地方，客户端直接从本地加载这些资源就可以了，不用走网络，速度自然是快很多的
HTTP协议简述
- HTTP协议是请求-应答式协议，客户端发送一个请求，服务端需做出对应的应答
- HTTP协议用于Internet上发送和接收信息
- 所有的请求和应答都是HTTP包
- HTTP协议依靠可靠的TCP连接，默认端口是80
- HTTP协议第一个版本是0.9，之后发展到1.0、1.1，到现在的2.0
HTTP特点
- 简单快速
- 无连接：只要一次连接就能互相发送数据
- 无状态：对于用户上一次的页面操作没有记忆功能
HTTP报文结构
1、请求报文结构如下
< 请求行>
< 请求头>
< 空行>
< 请求体>
- 请求行：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
- 请求头：请求头由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号分隔。请求头通知服务器有关于客户端请求的信息，例如，User-Agent：Firefox/13.0.1
- 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
- 请求体：请求体不在GET方法中使用，而是在POST方法中使用，POST方法适用于客户端填写表单的场合。请求体通常存放的是请求的数据内容
2、响应报文结构如下
< 状态行>
< 响应头>
< 空行>
< 响应体>
- 状态行：状态行由HTTP协议版本字段、状态码和状态码的描述文本3 个字段组成，它们用空格分隔。例如，HTTP/1.1 200 OK
- 响应头：响应头由关键字/值对组成，每行一对，关键字和值用英文冒号分隔。响应头通知客户端有关于服务端请求的信息，例如，Connection：close
- 空行：最后一个响应头之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知客户端以下不再有响应头
- 响应体：响应体不在GET方法中使用，而是在POST方法中使用，响应体通常存放的是响应的数据内容
HTTPS简述
HTTPS协议是由HTTP+SSL协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，主要用到对称加密、非对称加密、证书等技术进行加密，其默认端口为443。它是一个安全通信通道，它基于HTTP开发，用于在客户计算机和服务器之间交换信息，它使用安全套接字层(SSL，SSL使用40位关键字作为RC4流加密算法)进行信息交换，简单来说它是HTTP的安全版
HTTP和HTTPS的区别
| HTTP | HTTPS |
|---|---|
| URL以http://开头 | URL以https://开头 |
| 不安全的 | 安全的 |
| 默认端口是80 | 默认端口是443 |
| 工作于OSI模型中的应用层 | 工作于OSI模型中的传输层 |
| 传输的数据无需加密 | 传输的数据进行加密 |
| 传输速度快 | 传输速度慢 |
| 访问无需证书 | 访问需要认证证书 |
URI和URL
1、URI（uniform resource identifier）：统一资源标识符，表示某一互联网资源名称的字符串
URI的组成：（如：file://128.1.2.2:8080/abc/wo.txt）
- 访问资源的命名机制
- 存放资源的主机名
- 资源自身的名称（路径+文件名）
2、URL（uniform resource locator）：统一定位资源符，表示从互联网上得到的资源的位置和访问方法，是互联网上标准资源的地址
URL的组成：（如：www.baidu.com）
- 协议
- 存有资源的IP地址
- 资源的具体目录地址
Cookie和Session的区别
- 存放位置：Cookie保存在客户端，Session保存在服务端
- 存取方式：Cookie存储的是ASCLL字符串，Session能存储任何类型的值
- 安全问题：Cookie是不安全，客户端可以修改，Session是安全的，服务器对客户端是不可见的
- 有效期：Cookie可以设置有效期大小，Session依赖于SessionId，如果SessionId设置为-1，关闭浏览器Session就会失效
- 对服务器造成压力：对于高并发的网络请求，Session压力比Cookie大
对称加密和非对称加密
对称加密：加密数据用的密钥，跟解密数据的密钥是一样的
非对称加密：私有密钥由一方保管，公有密钥双方公开
数字证书
数字证书是一个文件，表示互联网通讯中标识通讯各方身份信息的一串数字
数字签名
数字签名用于验证传输的内容是不是真实服务器发送的数据，判断发送的数据有没有被篡改过
TLS/SSL握手过程
详细介绍一下图中过程：
- 客户端给出协议版本号、一个客户端随机数A（Client random）以及客户端支持的加密方式
- 服务端确认双方使用的加密方式，并给出数字证书、一个服务器生成的随机数B（Server random）
- 客户端确认数字证书有效，生成一个新的随机数C（Pre-master-secret），使用证书中的公钥对C加密，发送给服务端
- 服务端使用自己的私钥解密出C
- 客户端和服务器根据约定的加密方法，使用三个随机数ABC，生成对话秘钥，之后的通信都用这个对话秘钥进行加密
DNS
DNS用来将主机名和域名转换为IP地址