计算机网络面试总结

计算机网络
1.计算机网络
2.计算机网络拓扑结构
3.计算机网络覆盖
4.时延
5.交换技术
6.单工、半双工、全双工
7.OSI模型
8.TCP/IP模型
9.物理层有哪些设备
10.数据链路层介质访问控制
11.数据链路层有哪些设备
12.数据链路层流量控制
13.数据链路层的三个基本问题和解决方法
14.网路层IP地址
15.IP地址不够用怎么办
16.IPV4和IPV6通信
17.IP地址和MAC地址
18.网络层设备
19.路由选择协议
20.路由表表项
21.网段和网关
22.TCP如何实现可靠传输
23.TCP和UDP的区别
24.三次握手
25.四次挥手
26.TCP拥塞控制
27.如何判断出现拥塞
28.拥塞控制算法
29.拥塞控制算法的作用
30.网页解析过程
31.http和https
32.应用层端口号

1.计算机网络

计算机网络是一个互联的、自治的计算机系统集合，实现了数据通信、资源共享等功能。

2.计算机网络拓扑结构

总线型、星型、环形、网络型

3.计算机网络覆盖

局域网、城域网、广域网、个域网

4.时延

时延是指一个报文从一个网络一端传送到另一端的时间
包括发送时延、传播时延、处理时延、排队时延

5.交换技术

电路交换
传输时延小，没有冲突
信道利用率低，建立连接时间长，灵活性差

报文交换
无需建立连接，信道利用率高
转发时延长、要求缓存空间大

分组交换
无需建立连接、信道利用率高，简化了存储管理
存在传输时延，会存在分组失序、丢失、重复

6.单工、半双工、全双工

单工 只支持信号在单方向上进行传输，任何时候都不能改变传输方向
半双工 通信双方都可以发送信息，但不能同时发送
全双工 通信双方可以同时通信
单工只有一条信道，半双工和全双工需要两条信道

7.OSI模型

应用层 提供应用程序与网络服务的接口
表示层 提供数据格式化和转换数据的服务
会话层 建立、维护、终止两个结点之间的通信
传输层 提供端到端的通信服务，还有流量控制
网络层 为分组选择合适的路径，实现路由选择和拥塞控制
数据链路层 将网络层的IP数据报组装成帧，通过差错控制将物理线路改进为逻辑上无差错的数据链路
物理层 在物理媒介上进行比特流的透明传输

8.TCP/IP模型

应用层 FTP、DNS、SMTP
传输层 TCP、UDP
网际层 IP、ICMP、ARP、OSPF、RIP
网络接口层（可以分为数据链路层和物理层）CSMA/CD、PPP、HDLC

9.物理层有哪些设备

集线器和中继器，不能屏蔽广播域和冲突域，能够对信号进行再生

10.数据链路层介质访问控制

静态划分信道有:
时分多路复用 将时间分为若干个时间片，将多路信号静态分配在不同的时间片传输
异步时分复用 统计时分复用 STDM 动态分配时间片
频分多路复用 将信道划分为若干个互不干扰的频段，每路信号以不同的载波频率进行调制后在某一个频段进行传输
波分多路复用 即光的频分复用，一根光纤传输多路不同波长的光信号
码分多路复用 用一组互相正交的码字的码组携带多路信号，各用户通过挑选不同的码型使得用户间可以互不干扰

动态划分信道有:
CSMA/CA
CSMA/CA协议会在发送数据前预约信道RTS，同时广播CTS告知其他结点在这段时间内不要发送数据，以免碰撞
CSMA/CD
CSMA/CD协议就是发送前侦听，边发送边侦听，检测到碰撞停止发送,等待一段时间后发送（使用二进制退避算法）

11.数据链路层有哪些设备

网桥
连接两个局域网的一种设备

交换机
交换机是多端口网桥,可以阻隔冲突域，因此不再需要CSMA/CD协议
具有学习功能，若MAC地址不在转发表中，则记录MAC地址和端口号，否则直接查表并转发到对应端口
直通式交换机 检测帧目的地址后，直接传输出去
存储转发式交换机 先缓存帧，检查数据是否正确后选择转发或者丢弃

12.数据链路层流量控制

流量控制控制发送方数据传输的速率，使接收方来得及接收

停止等待协议
发送方每发送一个分组就停止发送，等待接收方的应答，在收到确认后才发送下一个分组，发送窗口和接受窗口都为1

后退N帧协议GBN
累积确认，接收方按序接收，若接收到出错帧直接丢弃，发送窗口为2^n-1，接收窗口为1，

选择重传协议SR
可不按序接收，收到一个确认一个，能够缓存接收，只重传出错帧，发送窗口和接收窗口最大为2^(n-1)

13.数据链路层的三个基本问题和解决方法

封装成帧
加入首部和尾部来帧定界

差错检测
通过循环冗余校验CRC来进行检错

透明传输
防止数据中的SOH,EOT不被解释为控制字符，需要插入转义字符ESC

14.网路层IP地址

计算机网络地址可以分为A-E五类地址，前缀分别是0,10,110,1110,1111
主机号全0，代表本网络
主机号全1，代表本网络的广播地址
127.0.0.0是环回地址，用于测试，不会出现在网络上
32位全0，表示本网络上的本主机
32位全1，为受限广播地址（本地广播地址），由于路由器对广播域的阻隔，因此等效为本网络的广播地址
ip地址有32位，IP地址由网络号和主机号组成
子网掩码，作用就是将IP地址划分为网络号和主机号
子网划分，主机号中借用若干位作为子网号

15.IP地址不够用怎么办

延缓IP地址耗尽的方法
CIDR 将IP地址分为网络前缀和主机号，通过将网络前缀相同的IP地址进行路由聚合形成超网
NAT 将本地IP地址和公共IP地址进行转化，从而用少量的公用IP地址代表较多的私网IP地址

根本上解决IP地址耗尽
使用128位的IPV6

16.IPV4和IPV6通信

双栈协议 同时采用IPV6和IPV4
隧道协议 将IPV6封装在IPV4中进行传输

17.IP地址和MAC地址

IP地址有32位，MAC地址有48位（物理地址）
IP地址和MAC都能唯一确定一台主机在网络的位置，但是IP地址可以区分不同的网络。
每个主机的IP地址并不固定，但有固定的MAC的地址，同时转发也需要使用ARP将IP地址转化为MAC地址，因此最终还是依赖于主机的MAC地址寻找
不同局域网的主机通信时，通过IP地址可以减少转发次数
数据链路层协议可以使数据通过MAC地址从一个节点传递到相同链路的另一个节点上
网络层协议使数据通过IP地址可以从一个网络传递到另一个网络上（ARP协议根据目的IP地址，找到网关的MAC地址，通过网关传送，从而最终到达目的网络）

18.网络层设备

路由器是是一种用于异构网络互联的设备，具有分组转发和路由计算的功能，能够阻隔广播域和冲突域

19.路由选择协议

内部网关协议，一个自治系统内部使用的路由选择协议
RIP，距离向量算法，封装在UDP报文段，每隔一段时间向相邻的路由器交换信息，内容是自己整个路由表，收敛较慢适用于小型网络
OSPF，链路状态算法，封装在IP数据报，通过洪泛法更新整个网络拓扑中的所有路由器，内容是链路状态表，收敛速度快适用于大型网络

外部网关协议，不同自治系统使用的路由选择协议
BGP，封装在TCP报文段，跟不同自治系统之间的路由之间交换路由信息的协议

20.路由表表项

目的网络IP地址
子网掩码
下一跳IP地址
接口

21.网段和网关

网段是指使用同一物理层设备，能够直接通讯的区域
网关是本网段对外通信的出入口

22.TCP如何实现可靠传输

检验和
序号、确认
超时重传
流量控制
拥塞控制

23.TCP和UDP的区别

TCP面向连接，保证可靠交付，UDP是无连接的，不保证可靠交付，只是尽最大努力交付
TCP首部为20字节，UDP首部为8字节
TCP有拥塞控制，UDP没有
TCP面向字节流，UDP面向报文
TCP的传输效率低，慢，UDP传输效率高，快

24.三次握手

服务器时刻准备接受客户端的连接请求，进入LiSTEN状态
客户端发送连接请求报文，这时报文的为序号x 并且SYN置1，进入SYN-SENT状态
服务器收到请求报文后，如果同意连接则返回确认报文，这时报文的序号为y，确认号为x+1，SYN和ACK置1，进入SYN-RECEIVED状态
客户端接收到确认报文后，还需要向服务器发出确认报文，这时报文的序号为x+1，确认号为y+1，ACK置1，客户端进入ESTABLISHED状态
当服务器接收到客户端的确认后也进入到ESTABLISHED状态，双方可以开始通信

25.四次挥手

客户端发送连接释放报文，并停止发送数据，报文段的序号为u，FIN置1，进入FIN-WAIT-1状态
服务器端收到连接释放报文，发出确认报文，报文段的序号为v，确认号为u+1，ACK置1，进入CLOSE-WAIT状态
客户端接收到服务器的确认报文后，进入FIN-WAIT-2状态，断开客户端到服务器端的连接，但客户端仍要接收服务器传送的数据
待服务器数据传送完毕，就向客户端发送连接释放报文，报文段的序号为w，确认号为u+1，FIN和ACK置1，进入LAST-ACK状态
客户端接收到服务器的连接释放报文后，发出确认报文，报文段的序号为u+1，确认号为w+1，ACK置1，进入TIME-WAIT状态，经过2个最大报文段寿命MSL后，进入CLOSED状态
服务器接收到客户端的确认报文后，进入CLOSED状态，此时双方TCP连接断开

26.TCP拥塞控制

拥塞控制是指网络中存在太多的数据包导致数据包延迟或丢失，从而降低了整个网络的传输性能

27.如何判断出现拥塞

随着网络负载增加，网络的吞吐量减少

28.拥塞控制算法

慢开始算法
发送方每收到一个报文段确认，就将拥塞窗口加一，因此经过一次传输轮次后，拥塞窗口就会翻倍。当到达慢开始门限值就改用拥塞避免算法

拥塞避免算法
经过一次传输轮次后，拥塞窗口就会加一

快重传算法
连续收到三个重复确认就立即重传尚未收到的报文段

快恢复算法
当前拥塞窗口的值减半，并把慢开始门限值修改为当前拥塞窗口的大小，同时开始执行拥塞避免算法

29.拥塞控制算法的作用

为了防止过多的数据注入网络中，保证网络路由器链路不过载

30.网页解析过程

根据DNS解析域名
获得网页IP地址
根据ARP解析IP地址获得网关的MAC地址
与服务器建立TCP连接
发送http请求报文
服务器处理，并返回响应报文
浏览器渲染页面

31.http和https

http是超文本传输协议，明文传输，采用80端口
https是ssl加密传输协议，更安全，采用443端口

32.应用层端口号

FTP 数据20控制21
TELNET 23
SMTP 25
DNS 53
TFTP 69
HTTP 80
SNMP 161