计算机基础——计算机网络篇概览

计算机网络

1. 应用层

• 任务：应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则，不同的网络应用需要不同的应用层协议。

• 协议：域名系统DNS；万维网应用的HTTP协议；FTP文件传输协议；支持电子邮件SMTP协议

  DNS :根据域名地址找到对应的IP地址

  1. HTTP

     • 问题：在浏览器中输入url地址 ->> 显示主页的过程(面试常客)
     • 过程描述：先使用DNS解析出域名的IP地址，然后浏览器向服务器发送一个http请求，需要先建立TCP连接，建立连接后，服务器处理请求并返回HTTP报文，然后浏览器解析渲染开始显示HTML，最后连接结束。
     • 使用到的协议：DNS；TCP；ARP；OPSF（路由选择协议）；HTTP

  2. 各种协议与HTTP协议之间的关系（将各种协议与资源访问整个联系起来，在哪个步骤哪些协议做了什么）

     1. 客户端发出资源访问请求，DNS解析出IP地址

     2. HTTP协议负责生成对目标服务器的HTTP请求报文

     3. TCP协议将报文分割成合适有序的报文段，并建立连接后可靠地进行传输

     4. IP协议负责搜索对方的IP地址，一边中转一边传送

     5. 接收方的TCP协议接收到报文段，按序号重组成请求报文

     6. 接收方的HTTP协议对请求的内容进行处理

     7. 最后将请求的处理结果进行回传（同样经过刚才一系列过程）

        

  3. HTTP长连接，短连接

     • 1.0版本 短连接：客户端和服务端每进行一个http请求就建立一次连接，请求结束后释放连接
     • 1.1版本 长连接：一直保持连接，直到会话关闭。

  4. HTTP协议如何保存用户状态

     HTTP是无状态协议，不对请求和响应之间的通信状态进行保存。使用Session机制保存用户状态，比如购物车的用户跟踪。session跟踪使用一个session ID存放在cookie中，如果禁用cookie则将sessionID附加在URL后面。

  5. Cookie和Session

     • Cookie：用于保存用户信息，存放在本地浏览器中。
     • Session：在服务端记录用户的状态，数据保存在服务器端。

  6. URI和URL

     • URI：是统一资源标志符，可以唯一标识一个资源。
     • URL：是统一资源定位符，可以提供该资源的路径。是一种具体的URI

  7. HTTP和HTTPS的区别

     • HTTP：默认端口80，运行在TCP之上，所有传输内容都是明文
     • HTTPS：默认端口443，运行在SSL/TLS上，SSL/TLS运行在TCP之上，传输内容都经过加密，安全性比HTTP高。

2. 运输层

• 任务：负责两台主机进程间的通信提供通用的数据传输服务。“通用”的含义：多种网络应用可以使用同一个运输层服务，屏蔽了应用层的差异性。
• 协议：传输控制协议TCP（面向连接的。可靠的）；用户数据协议UDP（无连接，不可靠，尽最大努力交付）

1. 建立TCP连接——TCP三次握手

   • 描述：发送端发送带有SYN(同步序列编号)标志的数据包到服务端，完成第一次握手；服务端再发送带有SYN/ACK(确认字符)给客户端，完成第二次握手；客户端再发送带有ACK标志的数据包到服务端，完三次握手。
   • 目的：建立可靠通信，让发送端和服务端都确认自己和对方的发送与接收都是正常的。

2. 断开TCP连接四次挥手：https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891

3. TCP和UDP的区别

   • TCP：面向连接的，可靠交付，传输形式是字节流，传输效率慢，所需资源多，适用于文件传输、收发邮件等

   • UDP：不面向连接，不可靠交付，传输形式是用户数据报，传输效率高，所需资源少，适用于即时通信，如语音、电话、视频等。

4. TCP协议如何保证可靠传输

   • 校验和：保持手首部和数据的校验和，如果出错则丢弃报文段。
   • 流量控制：当接收方来不及处理发送方的数据时，提示发送发降低速率，防止包丢失。流量控制协议——滑动窗口协议。
   • 拥塞控制；当网络拥塞时，减少数据的发送
     • TCP拥塞控制的4种算法：
       • 慢开始：发送窗口由小增大，cwnd初始值为1，每传一次，cwnd加倍
       • 拥塞避免：发送窗口缓慢变大，每传一次（往返时间RTT），cwnd加1
       • 快重传与快恢复：接收端接收到不按顺序发送的数据段，立即发送一个重复确认，发送端收到三个重复确认后就确认报文丢失，然后立即重传，将拥塞窗口大小减半，并使用加法增大。
   • ARQ协议（自动重传请求）；等待确认。
     • 停止ARQ协议（传一个等一个）；连续ARQ协议（累计确认，存在回退-N问题）
   • 超时重传：定时器，超时重发。

3. 网络层

• 任务：选择合适的网间路由和交换结点，确保数据及时传送。
• 协议：IP协议；ICMP网际控制报文协议；ARP地址解析协议

4. 数据链路层

• 任务：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在相邻节点间的链路上传送帧。还包括检错、纠错等。
• 协议：PPP点对点协议（用户计算机和ISP通信时使用的协议）

5. 物理层

• 任务：负责计算机节点之间比特流的透明传送，对上层屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，上数据链路层不必考虑网路的具体传输介质是什么。

• 协议：IEEE802.3(中继器，集线器)
  层

• 任务：负责计算机节点之间比特流的透明传送，对上层屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异，上数据链路层不必考虑网路的具体传输介质是什么。

• 协议：IEEE802.3(中继器，集线器)