【温故知新】计算机网络部分知识复习-----记录自己看过的知识点

一.OSI七层模型 TCP/IP四层体系结构 五层协议结构

七层的作用：

1. 物理层：定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流
2. 数据链路层：定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。
3. 网络层：在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择
4. 传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号 如TCP/UDP
5. 会话层：通过运输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求
6. 表示层：可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。
7. 应用层： 这一层为用户的应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务

二.TCP的三次握手和四次挥手

三次握手：


四次挥手：

1. 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待）状态
2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态
3. 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据
4. 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认
5. 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

设置等待时间的目的是为了防止服务端没有收到客户端的ACK报文，如果在这个等待时间内，服务端又发来一个FIN报文，客户端就可以重发ACK报文，继续四次挥手过程。

三.常见端口号及其服务

四.交换机是几层设备？

交换机分为二层交换机和三层交换机：

• 二层交换机作用，二层交换机属数据链路层设备，可以识别数据包中的MAC地址信息，根据MAC地址进行转发，并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。
• 三层交换机作用， 三层交换机就是具有部分路由器功能的交换机，三层交换机的最重要目的是加快大型局域网内部的数据交换，三层交换机是网络层设备。

五.数据链路层的差错检验

• CRC循环冗余检验：CRC运算就是在数据M后面添加提供差错检测的n位冗余码，然后构成一个帧发送出去。

六.简述ARP协议过程，是如何通过IP地址获取MAC地址的

1.每台主机都会在自己的ＡＲＰ缓冲区中建立一个ＡＲＰ列表，以表示ＩＰ地址和自己MAC地址的对应关系。当源主机要将一个数据包发送到目的主机时，会先检查自己的ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址，如果有就直接发送，如果没有就会在本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此IP地址对应的MAC地址。
2.网络中所有的主机收到这个ARP请求之后，会检查这个数据包中的目的IP地址是否和自己的IP地址一致，如果不相同则会忽略此数据包，如果相同，则会将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP列表中已经已存在该IP地址，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应包，告诉它自己就是它需要查找的MAC地址。
3.源主机收到这个响应数据包，将目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用该信息进行数据传输。如果源主机没有收到ARP响应数据包则表示查询失败。

七.PING命令使用的是什么协议？

使用的是ICMP协议，是“Internet Control Message Protocol”（Internet控制消息协议）的缩写，是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

八.TCP如何进行可靠传输

1. 将应用数据分为多个数据块，对数据包进行编号，加入校验和来检查是否出错
2. 流量控制： TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。
3. 拥塞控制： 当网络拥塞时，减少数据的发送。
4. 停止等待协议: 基本原理就是每发完一个分组就- 停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。 超时重传： 当 TCP 发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段

九.拥塞控制
TCP的拥塞控制采用了四种算法，即 慢开始 、 拥塞避免 、快重传 和 快恢复

十.从输入URL到渲染页面的全过程:

1. 应用层进行DNS解析: 通过DNS将域名解析成IP地址。从浏览器缓存、系统缓存、路由器缓存、ISP(运营商)DNS缓存、根域名服务器、顶级域名服务器、主域名服务器的顺序，逐步读取缓存，直到拿到IP地址
2. 应用层生成HTTP请求报文
3. 传输层建立TCP连接，通过三次握手方式
4. 网络层使用IP协议来选择路线
5. 数据链路层实现网络相邻结点间可靠的数据通信：为了保证数据的可靠传输，把数据包packet封装成帧(Frame)，并按顺序传送各帧
6. 物理层将数据转换成电子、光学或微波信号进行传输，到达服务器
7. 服务器以同样的过程一层一层往上依次确认，服务器的网络层比较数据包中的目的IP地址，发现与本机的IP地址相同，服务器拆除网络层的封装后，把数据分段上传到传输层。传输层对数据分段进行确认、排序、重组，确保数据传输的可靠性。数据最后被传到服务器的应用层
8. 生成响应报文，报文主体内容是想要上的网站的HTML页面
9. 浏览器的Parser模块解析主资源的内容，生成派生资源对应的DOM结构，然后根据需求触发派生资源的加载流程。比如，在解析过程中，如果遇到img的起始标签，会创建相应的image元素HTMLImageElement，接着依据img标签的内容设置HTMLImageElement的属性。最后再渲染页面，给用户看。

十一.TCP为什么是安全的:

TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。

十二.TCP和UDP的区别

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

十三.HTTPS请求流程

1. 客户端想服务器发起HTTPS的请求，连接到服务器的443端口；

2. 服务器将非对称加密的公钥传递给客户端，以证书的形式回传到客户端

3. 服务器接受到该公钥进行验证，就是验证2中证书，如果有问题，则HTTPS请求无法继续；如果没有问题，则上述公钥是合格的。（第一次HTTP请求）客户端这个时候随机生成一个私钥，成为client key,客户端私钥，用于对称加密数据的。使用前面的公钥对client key进行非对称加密；

4. 进行二次HTTP请求，将加密之后的client key传递给服务器；

5. 服务器使用私钥进行解密，得到client key,使用client key对数据进行对称加密

6. 将对称加密的数据传递给客户端，客户端使用对称解密，得到服务器发送的数据，完成第二次HTTP请求。

十四.HTTPS与HTTP区别

HTTPS和HTTP的区别主要如下：

1. https协议需要到ca申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

2. http是超文本传输协议，信息是明文传输，https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

3. http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

4. http的连接很简单，是无状态的；HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比http协议安全。