计算机网络学习（面试学习）（持续更新）

1. OSI 七层协议模型

• 应用层:向应用程序提供通信服务，如 http、ftp、smtp、DNS等

• 表示层:格式化数据、加密、解密等，如FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输

• 会话层:管理会话，控制会话的开始与结束

• 运输层:高层与低层的衔接，数据传输的单位是报文，报文过长时将其分割然后交给网络层，TCP/UDP

• 网络层:负责将数据从源送到目的地

• 数据链路层:控制网络层与物理层的通信，以帧为单位

• 物理层:以二进制数据的形式在物理媒体上传输

七层协议模型是一个理论模型，在实际应用中数据传输多变，因此该模型仅做参考作用

2. TCP/IP 四层协议模型

• 应用层 http
• 运输层TCP/UDP
• 网络层 IP
• 链路层

3. TCP/IP/UDP 等数据结构

1. TCP

2. IP

3. UDP

4. Http

4. 数据传输中可能遇到的问题及解决办法（序列号是关键）

1. 数据丢包通过确认应答ACK来验证，发送方没有收到确认应答表明数据丢失（也可能是ACK丢失或延迟），引发重传机制
2. 数据重复通过序列号来辨认
3. 数据完整性校验 每一个TCP数据包都有一个包校验字段
4. 数据乱序 根据序列号来排序

5. 三次握手

6. 四次挥手

6.1 三次挥手？五次挥手？

有时候会出现三次挥手的情况，是因为第二次挥手和第三次挥手合并了，因为服务端没有数据继续传输，如

至于五次挥手，想多了。。。没有的，如果抓包挥手过程中出现5个报文，那么那个多出来的ACK报文一定是前面某个报文的确认报文，一般就是挥手第一个FIN报文的前一个报文的ack

7. TCP的停止等待协议与滑动窗口协议

1. 停止等待协议：每一个报文都要确认后才能发送下一个报文，效率低下

2. 滑动窗口协议：延迟ACK的发送，等待接收量到窗口大小才发送，如果中间丢失某一个报文，则只会发送一个表示该丢失报文之前的报文被接收到的ACK确认，即要求发送方从丢失报文处开始发送

8. 网络安全

1. 摘要算法

​ 摘要算法是不可逆的，无论多长的数据都会在经过摘要算法后生成一个短短的字符串，只要数据变了一丢丢，生成的字符串都是不相同的。因此，摘要算法经常用来签名，检验数据的完整性，或者也可用来加密不需要逆转的数据，如用户密码等 。常见的摘要算法有MD5、SHA1、SHA2、MAC等。

2. 对称加密

​ 双方使用相同的密匙对数据进行加密解密，常见的对称加密算法有DES、3DES、AES

3. 非对称加密

​ 双方使用不同的密钥对数据进行加密解密，密钥是成对存在的，一个叫公钥，可以提供给别人；一个叫私钥，自己保存，不能泄漏，一旦泄漏要及时更换密钥对。关键点是私钥加密的数据只有公钥能解密，公钥加密的数据只有私钥能解密。常见的算法有RSA、DSA

9. Https原理

参考：https://blog.csdn.net/LAf_HUAZAI/article/details/107093295

10. IP伪造

11. 传输层/网络层数据包的拆分与重组原理

1. 传输层TCP会对数据进行分包，包的最大size由MSS决定，一般为1460字节，每一个包都有序列号，服务端收到后会按序列号来重组
2. 网络层IP协议也会对传输层送来的包进行拆分，称为分片，包的大小由MTU来决定，在链路层每帧的大小限定为1500，即MTU一般为1500。也就是说，如果传输层送来的包大小大于1500，则ip层会对这个包进行分片。反之，如果包大小小于1500，则不会分片，由此我们可以看出TCP已经对包进行了拆分，每个包的大小都不会超过MTU，所以一般情况下使用TCP协议的包在IP层不会被分片。
3. UDP协议没有拆分功能，也就是说使用UDP协议的包基本上都会在IP层进行分片，一个IP数据报被拆分成多个报文，每个报文都有各自的IP头部，头部中有一个标识ID和段偏移量，服务端接收到后，具有相同ID的报文会被重组为一个IP数据报，段偏移量来确定报文的顺序。

12. 拥塞控制

注：cwnd -----由发送方维持的拥塞窗口大小，控制网络中的流量，rwnd-----接收窗口大小

ssthresh-----拥塞窗口门限

1. 慢启动-----试探，慢慢增加cwnd（指数增长，一般为2倍数）
2. 拥塞避免-----当cwnd > ssthresh时，改用拥塞避免算法，cwnd呈线性增长（cwnd++）

无论是在慢开始还是拥塞避免中，一旦出现网络拥堵（没有按时收到ACK）就会将ssthresh置为原来的一半（实际上有精确的算法来计算），cwnd置为 1，然后重新开始慢启动，以迅速降低网络拥堵

3. 快速重传-----尽早重传未被确认的报文段，例如接收方收到了m2,m4,m5,m6,m7，没有收到m3，那么接收方会在收到m4,m5,m6—的时候重复发送m2的重复ACK。按规定，发送方连续收到三个重复确认(4个ACK)就不必等待m3超时重传，而是立即重传m3，这个方法能提高网络吞吐量约20%

注意此时发送方会认为网络很可能没有堵塞，因为收到重复ACK表明发送的报文顺利到达接收方

4. 快速恢复-----当连续收到三个重复ACK时，快速重传生效后，将ssthresh减半，cwnd变为ssthresh减半后的数值，然后执行拥塞避免算法

实际上的cwnd还有一个上限rwnd，即cwnd不会超过rwnd

注：New Reno 算法有变化，Reno算法只考虑了丢失一个报文，若在一次网络拥塞中丢失了多个报文，会多次将cwnd和ssthresh减半，甚至cwnd < 3以致没有足够的ACK，只能等待超时重传，超时后cwnd会被置 1，ssthresh=cwnd/2，进入慢启动 ，大大降低了TCP传输效率。