2020社招_计算机网络面试知识点归纳

写在前面 本文转载了一篇计算机网络的面经，计算机网络相关知识此前从未接触过，希望通过实际面试问题整理出一份计算机网络原理相关知识点，突击面试。

计算机网络
三次握手和四次挥手
四次挥手为什么要有 close_wait 状态
tcp 长时间不断开连接会不会断连
tcp 超时重传机制
tcp 如何保证可靠传输
TCP 和 UDP 的区别
TCP 报文长度字段设置在哪里
哪些协议是 TCP 的，哪些是 UDP 的
UDP 怎么实现可靠传输
HTTP 请求报文结构
http 和 https 的区别
怎么解决粘包问题
拥塞控制
流量控制
拥塞控制和流量控制的区别
如何判断网络拥塞
GET 和 POST 的区别
cookie 和 session 区别
DNS 的原理
数据结构
作者：陈乐乐
链接：https://leetcode-cn.com/circle/discuss/h3upVc/
来源：力扣（LeetCode）
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TCP协议

tcp系统的理论知识速记可以参考链接：https://tyler-zx.blog.csdn.net/article/details/100176632。
tcp（transmission control protocol）传输控制协议，是一种是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

三次握手

三次握手：

第一次握手:

（1） 客户端的TCP首先向服务器端的TCP发送一个特殊的TCP报文，该报文中不包含应用层数据。但是在报文的首部中的一个标志位（SYN比特）被置为1，因此，这个特殊报文被 称为 SYN报文。
　　（2）客户端会随机选择一个初始序号（client_isn），并将此编号放置于该起始的TCP SYN报文段的序号字段中。
　　（3）该报文段会被封装在一个IP数据报中，并发送给客户端服务器。

第二次握手：
　　（1）当服务器收到包含TCP SYN 报文段的IP数据包时，服务器会从该数据报中提取出TCP SYN报文段，为该TCP连接分配TCP缓存和变量，并向客户端TCP发送允许连接的报文段。
　　（2）这个允许连接的报文段也不包含应用层数据，但是在报文段的首部包含了3个重要信息,首先SYN比特为置为1，其次该TCP报文段首部的信号（client_isn）被置为（client_isn+1）,最后服务器选择自己的初始序号（server_isn），并将其放到TCP报文段首部的序号字段中。允许连接的报文段有时被称为SYNACK。

第三次握手：
　　（1）在收到SYNACK后，客户端也要该连接分配缓存和变量，客户主机向服务器发送另外一段报文，对服务器的允许连接的报文段进行确认。
　　（2）客户端在发送报文时将（server_isn+1）放置到TCP报文段首部的确认字段中完成此项工作，因为已经建立了连接，此时SYN被置为0。
　　注：在完成三次握手的第三次之前分配这些缓存和变量，使得TCP易于收到SYN洪泛的拒绝服务器攻击，详情见：http://www.cnblogs.com/xyzyj/p/7345701.html。

为什么要进行第三次握手？

主要为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误。不采用三次握手的话，只要服务端发出确认，就建立新的连接了，此时客户端不理睬服务器的确认且不发送数据，则服务器一致等待客户端发送数据，会浪费资源。

Server端易受到SYN攻击？

服务器端的资源分配是在二次握手时分配的，而客户端的资源是在完成三次握手时分配的，所以服务器容易受到SYN洪泛攻击，SYN攻击就是客户端 在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server则回复确认包，并等待Client确认，由于源地址不存在，因此Server需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络拥塞甚至系统瘫痪。

防范SYN攻击措施：降低主机的等待时间使主机尽快的释放半连接的占用，短时间受到某IP的重复SYN则丢弃后续请求。

四次挥手

数据传输结束后，通信的双方都可释放连接，A和B都处于ESTABLISHED状态。

1）客户端的应用进程先向其TCP发出连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u），并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态，等待服务器的确认。

2）服务器收到连接释放报文段后即发出确认报文段，（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v），服务器进入CLOSE-WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态，客户端到服务器的连接释放。

3）客户端收到服务器的确认后，进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发出的连接释放报文段。

4）服务器如果有数据要继续发送，则发送。若果没有要向客户端发出的数据，服务器发出连接释放报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1），服务器进入LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

5）客户端收到服务端的连接释放报文段后，对此发出确认报文段（ACK=1，seq=u+1，ack=w+1），A进入TIME-WAIT（时间等待）状态。此时TCP未释放掉，需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后，客户端才进入CLOSED状态。

四次挥手为什么要有 close_wait 状态

因为客户端在接受到释放连接请求后，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

TCP长时间不断开连接会不会断连

Client与server完成一次读写之后，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的读写操作会继续使用这个连接。Client与server之间的连接如果一直不关闭的话，会存在一个问 题，随着客户端连接越来越多，server早晚有扛不住的时候，这时候server端需要采取一些策略：
　　如关闭一些长时间没有读写事件发生的连接，这样可 以避免一些恶意连接导致server端服务受损；
　　如果条件再允许就可以以客户端机器为颗粒度，限制每个客户端的最大长连接数，这样可以完全避免某个蛋疼的 客户端连累后端服务。

tcp 超时重传机制

参考文献链接：https://www.cnblogs.com/duan2/p/9180861.html
TCP协议是一种面向连接的可靠的传输层协议，它保证了数据的可靠传输，对于一些出错，超时丢包等问题TCP设计的超时与重传机制。
其基本原理：在发送一个数据之后，就开启一个定时器，若是在这个时间内没有收到发送数据的ACK确认报文，则对该报文进行重传，在达到一定次数还没有成功时放弃并发送一个复位信号。
这里比较重要的是重传超时时间，怎样设置这个定时器的时间（RTO），从而保证对网络资源最小的浪费。因为若RTO太小，可能有些报文只是遇到拥堵或网络不好延迟较大而已，这样就会造成不必要的重传。太大的话，使发送端需要等待过长的时间才能发现数据丢失，影响网络传输效率。
由于不同的网络情况不一样，不可能设置一样的RTO，实际中RTO是根据网络中的RTT（传输往返时间）来自适应调整的。具体关系参考相关算法。
　　通过图来了解重传机制：
　　
保活计时器

保活计时器使用在某些实现中，用来防止在两个TCP之间的连接出现长时间的空闲。假定客户打开了到服务器的连接，传送了一些数据，然后就保持静默了。也许这个客户出故障了。在这种情况下，这个连接将永远的处理打开状态。

要解决这种问题，在大多数的实现中都是使服务器设置保活计时器。每当服务器收到客户的信息，就将计时器复位。通常设置为两小时。若服务器过了两小时还没有收到客户的信息，他就发送探测报文段。若发送了10个探测报文段（每一个像个75秒）还没有响应，就假定客户除了故障，因而就终止了该连接

tcp 如何保证可靠传输

tcp确保数据可靠传输的机制有
** 校验和
序列号
确认应答
超时重传
连接管理
流量控制
拥塞控制**

校验和：发送的数据包的二进制相加然后取反，目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果接收方和发送发检验和有差错，TCP将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。
序列号：TCP报文段的首部序号字段表明传送数据的第一个字节，从而保证了数据的有序提交给应用层。
确认应答: TCP首部携带确认号字段，采用累计确认的方式，即确认报文段确认号之前的报文都已经接收。
超时重传：TCP给每个发出去的报文段都设置一个超时计时器，到超过超时时间还没有收到确认接受报文段时，认为超时，：
连接管理：三次握手、四次挥手
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。 （TCP 利用滑动窗口实现流量控制）。
拥塞控制：超时使用慢开始和拥塞避免算法，冗余ACK使用快重传和快恢复；

哪些协议是TCP的哪些协议是UDP