面经整理-计算机网络
本文是作者整理的个人笔记，文中可能引用到其他人的成果但是未指明出处，如有不妥，请指正，谢谢！
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画出来7层网络结构，解释数据链路层主要负责作甚
TCP/IP 5层模型：应用、传输、网络、数据链路、物理
TCP/IP 4层模型：应用、传输、网络、网络接口
http报文
- 请求报文：请求行、首部行、请求实体
- 响应报文：响应行、首部行、响应实体
- 请求行：方法、URL、HTTP版本
- 响应行：HTTP版本、状态码、短语
- 首部行：多个请求头字段
- 首部行：多个响应头字段
- 请求实体：一般不用
- 响应实体：通常要用
http header
指的就是首部字段
参考一：
HTTP请求头部+响应码
- 请求头：Accept、Accept-Encoding、Accept-Language
- 响应头：
- 通用头：Cache-Control、Pragma、Connection、Date、Transfer-Encoding、Update、Via
- 实体头：Allow、Location、Content-Base、Content-Encoding
- 扩展头：Cookie、Set-Cookie、Refresh、Content-Disposition
http状态码
- 200：OK，请求成功
- 301：Moved Permanently，永久重定向
- 302：Found，临时重定向
- 304：Not Modified，未修改
- 307：Temporary Redirect，临时重定向，与302类似，使用GET请求重定向
- 401：Unauthorized，请求要求用户的身份认证
- 403：Forbidden，服务器理解请求客户端的请求，但是拒绝执行此请求
- 404：Not Found，服务器无法根据客户端的请求找到网页
- 499：client has closed connection，服务器处理的时间过长，客户端主动关闭连接
- 500：Internal Server Error，服务器内部错误，无法完成请求
http临时重定向和永久重定向的区别
301永久性重定向和302临时性重定向。实施301后，新网址完全继承旧网址，旧网址的排名等完全清零；实施302后，对旧网址没有影响，但新网址不会有排名。
参考一：
301永久性重定向和302临时性重定向
http请求方法
- post：更新资源
- get：获取资源
- put：
- delete：
post和get的区别
- GET用于信息获取，而且应该是安全的和幂等的。
- POST表示可能修改变服务器上的资源的请求
- GET请求的数据会附在URL之后
- POST的安全性要比GET的安全性高，GET的参数可以被浏览器缓存
http1.0、http1.1、http2.0
http2.0：主要基于SPDY协议（是Google开发的基于TCP的应用层协议，用以最小化网络延迟，提升网络速度，优化用户的网络使用体验）
http1.1与http1.0的区别：
- http1.1多了持续连接（基于TCP长连接），解决每次请求都需要两倍RTT的开销，设置头字段connection:keep-alive和keep-alive=20（秒）
http2.0与http1.1的区别：
- http2.0采用二进制格式替代文本格式
- http2.0是完全多路复用的，而非有序并阻塞的——只需要一个连接即可实现并行
- http2.0使用报头压缩，降低了开销
- http2.0让服务器可以将响应主动推送到客户端缓存中
参考一：
HTTP 2.0与HTTP 1.1区别
https为什么是安全的，具体实现
在应用层和传输层之间加上了安全层，通过SSL/TLS协议（握手协议）实现
SSL/TLS协议简目的：
- 所有信息都是加密传播，第三方无法窃听。
- 具有校验机制，一旦被篡改，通信双方会立刻发现。
- 配备身份证书，防止身份被冒充。
SSL/TLS协议简要过程：
- 客户端生成对称密钥；
- 服务器生成非对称加密算法的公钥和私钥；
- 服务器将公钥交给CA机构，申请数字证书；
- 服务器将数字证书发送给客户端，证明公钥不是伪造的；
- 客户端和服务器通过对称密钥加解密后续传输的数据。
解决的问题：
- 数字证书验证公钥是否可信，只要证书可信，公钥就可信。
- 对称加密速度快用于加密数据；公钥加密速度慢，但是安全，用于管理和分配对称密钥。
参考一：
HTTPS为什么安全
参考二：
SSL/TLS协议运行机制的概述
介绍TCP的三步握手，其中ACK主要是做什么用的。
对请求方请求的确认
TCP长连接和短连接
长连接：
- 连接→数据传输→保持连接(心跳)→数据传输→保持连接(心跳)→……→关闭连接（一个TCP连接通道多个读写通信）；
短连接：
- 连接→数据传输→关闭连接；
参考一：
TCP长连接和短连接的区别
TCP和UDP的区别
- 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
- 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
- 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），并且UDP速度更快
- 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
- TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
- 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
cookie和session
cookie分类：
- 会话cookie。生活周期为浏览器的会话期。
- 持久cookie。通过设置过期时间就会将cookie保存到硬盘上。
cookie与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；
- cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗，考虑到安全应当使用session；
- session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能。考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE；
- 单个cookie在客户端的限制是3K，就是说一个站点在客户端存放的COOKIE不能超过3K；
浏览器端使用session：
- cookie保存sessionID
- URL重写
- 隐藏字段保存sessionID
参考一：
Cookie与Session的区别
浏览器关闭之后session是否失效？
浏览器关闭与session失效没有任何关系，浏览器关闭只会导致无法访问旧的session，可以通过建立保存在用户硬盘上的持久cookie替代会话cookie
从打开浏览器访问，到关闭浏览器，最后再次打开浏览器的过程：
- 第一次打开浏览器访问，服务端新建一个session，并携带sessionID给浏览器返回响应；
- 浏览器进程中新建一个会话cookie保存sessionID，以后每次访问都使用该sessionID进行验证；
- 关闭浏览器后，用于保存sessionID的会话cookie随之销毁，此时，服务端的session并没有受到任何影响；
- 再次打开浏览器访问，服务器会新建一个session，旧的session会等到超过有效时间自动销毁；
使session失效的方法：
- 超过有效时间。有效时间是指超过该时间长度没有访问服务器。
- 调用Session.invalidate()
- 服务器关闭
参考一：
浏览器关闭后，Session会话结束了么？
参考二：
关闭浏览器session就被干掉的假象的问题
客户关闭标签页以后，重新访问网站时怎么保证还是登录状态（cookie作用）
将用户sessionID保存到持久cookie中，重新访问时，服务器从cookie中获取sessionID信息。
谈谈网页登录模块里记住我这个功能？
通过cookie保存加密后的用户名和密码。
参考一：
COOKIE和SESSION有什么区别？
TCP四次挥手，为什么是四次，一定要是四次吗？后两次可否去掉？
- 不一定是四次，
- 如果去掉第2次挥手。试想有一种情况，当Client发送了FIN报文给Server，而Server这时候还想传递一些信息给客户端，如果没有第二次握手，Server这时候直接发送剩下的数据，那客户端怎么知道Server是否收到了自己发送的关闭请求呢？如果Client知道Server接收到了自己发送的关闭报文，那Client可以大胆的接收Server发送的剩余数据，因为它知道Server不会消耗太多的时间在剩余数据上。如果Client不知道Server有没有真正收到的关闭报文，那它自己难免会忐忑，自己在接收Server传递的剩余数据的同时，要不要再次发送新的关闭报文呢？亦或者一直等待Server端的ACK，那万一Server端没有收到FIN，也不会发送ACK，那是强制关闭还是一直等待呢？
四次挥手：
- 第一次挥手。client主动发起关闭连接请求
- 第二次挥手。server告诉client收到连接关闭请求
- 第三次挥手。server主动发起关闭连接请求
- 第四次挥手。client告诉server收到连接关闭请求
第四次挥手，发送ACK包后等待2MSL：
- MSL：报文最大生成时间，超过这个时间任何报文都会丢弃。
- 等待2MSL时间目的：client发送ACK包，server等待MSL时间，如果没有收到ACK包，那么server重新发送FIN给client；如果client等待2MSL时间都没有收到server的FIN包，说明server已经关闭，那么client也随即关闭。
TCP三次握手，两次握手会怎么样？
- 第三次握手可以去掉，但是会出现问题
- “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发送数据。但server却以为新的运输连接已经建立，并一直等待client发来数据。这样，server的很多资源就白白浪费掉了。采用“三次握手”的办法可以防止上述现象发生。例如刚才那种情况，client不会向server的确认发出确认。server由于收不到确认，就知道client并没有要求建立连接。”。主要目的防止server端一直等待，浪费资源。
参考一：
TCP三次握手和四次挥手全过程及为什么要三次握手解答
访问
www.meitu.com
网站，从浏览器发出访问到返回页面的整个过程
- 浏览器查找域名对应的IP地址。按序查找DNS缓存，1）浏览器缓存，2）系统缓存，3）路由器缓存，4）DNS服务器缓存，5）根域名服务器递归查询
- 与服务器建立TCP连接。
- 浏览器给服务器发送一条HTTP请求。
- 服务器处理请求。
- 服务器返回一个HTML响应。
- 浏览器开始渲染HTML
说说ARP协议，NAT协议，DHCP协议，局域网是怎么通信的？
- ARP：地址解析协议，根据IP获取MAC地址，用于局域网，处于数据链路层。
- NAT：网络地址转换协议，内网IP映射到外网IP，缓解可用IP地址枯竭的问题。
- DHCP：动态主机配置协议，给内网自动分配IP地址。
IP地址和MAC地址区别
- IP可变，MAC不可变
- 长度不同。IP为32位，MAC为48位
- 分配依据不同。IP分配基于网络拓扑，MAC分配基于制造商
- 寻址协议层不同。IP位于网络层，MAC位于数据链路层
DNS的过程
DNS：域名系统
- 根域。“.”
- 一级域（顶级域）。com.，net.等
向www.baidu.com发起DNS
- 本机向local dns请求www.baidu.com
- local dns向根域请求www.baidu.com，根域返回com.域（一级域）的服务器IP
- 向com.域请求www.baidu.com，com.域返回baidu.com域的服务器IP
- 向baidu.com请求www.baidu.com，返回cname www.a.shifen.com和a.shifen.com域的服务器IP
- 向root域请求www.a.shifen.com
- 向com.域请求www.a.shife.com
- 向shifen.com请求
- 向a.shifen.com域请求
- 拿到www.a.shifen.com的IP
- local dns返回本机www.baidu.com cname www.a.shifen.com 以及 www.a.shifen.com的IP
参考一：
DNS解析过程详解
怎么实现，内部机制
针对不同的上网限制手段，使用不同的方法：
- DNS污染和劫持。1）使用其他的DNS服务器，2）修改host文件，直接IP访问。
- 封锁IP。1）使用国外未被封锁的IP搭建VPS，然后连上该VPS，2）HTTP代理（VPN），客户端请求代理服务器，代理服务器请求目标服务器。3）socks代理（Shadowsocks），socks是会话层协议，通过socks代理服务器访问。
vps：虚拟专用服务器
：虚拟专用网络
ssh：secure shell
ssl：安全套接层
参考一：
上网限制和基本原理