网络编程重点

1>OIS 7层模型    

用户空间：应用层             7>提供各种网络接口
                  表示层             6>数据表示，加密与压缩
                  会话层             5>主机之间会话管理
内核空间：传输层             4>控制哪个进程发送哪个接受
                  网络层             3>寻址和路由选择
                  数据链路层      2>相邻节点可靠传输
                  物理层             1>二进制比特传输

TCP/IP 4层模型

  用户空间：应用层         
  内核空间：传输层    
                    网络层 
                    网络接口和物理层

TCP/IP 5层模型

用户空间：应用层        
内核空间：传输层    
                  网络层 
                  数据链路层
                  物理层

2>传输层的功能、网络层的功能?以及分别是第几层

传输层：第四层，提供端对端的接口

网络层：第三层，为数据包选择路由

3>MAC地址:
    a.IP地址变不变，MAC地址变不变

    切换网络，IP地址改变，MAC地址不改变

    b.ARP RARP协议功能

    ARP：通过ip地址获取其对应的mac地址。
    RARP：通过mac地址获取其对应的ip地址

4>限制数据包大小的协议?

   MTU和MSS协议

5>TCP和UDP的异同点

TCP协议
提供面向连接的，可靠的数据传输服务
数据无误，数据无丢失，数据无失序，数据无重复到达的通信。
序列号：每一个数据包都会编上一个编号，该编号称之为序列号，且每一个序列号都需要应答包应答。
应答包：应答序列号的。
传输效率低，耗费资源多
数据的发送和接收是不同步的，存在粘包现象。（不存在数据边界）
由于TCP效率比较低，所以将多个足够小，且发送间隔短的数据包沾成一个包发送。该算法称之为nagle算法
UDP
无连接的，不可靠的，尽力的传输协议。
不能保证数据的可靠性，数据有可能在传输过程中丢失，或者出现失序或者重复到达的情况。
传输效率高，
限制每次传输的数据大小，超出部分直接删除。
数据的发送和接收是同步的。（不会粘包）
6>IP分类，分成2类，分别是什么，占几个字节?

IPv4：本质上是4个字节，32位的无符号整数
IPv6：本质上是16个字节，128位无符号整数
7>IP划分?分成几类?其中哪几类可以分配给主机使用，D类，E类作用。

   a.特殊IP地址:网络地址，广播地址
   b.每—类的主机号是多少个，可用主机号是多少个

8>子网掩码
    a．默认子网掩码是什么
    b.给定IP地址，给定子网网段个数，会计算子网掩码
    c.给定IP地址，给定子网掩码，计算子网网段个数，每个子网网段中主机号个数，可用主机号个数。

C类IP地址的默认子网掩码：11111111 11111111 11111111 00000000 ==》 255.255.255.0

B类IP地址的默认子网掩码：11111111 11111111 00000000 00000000 ==》 255.255.0.0

A类IP地址的默认子网掩码：11111111 00000000 00000000 00000000 ==》 255.0.0.0

D类和E类没有子网掩码！！！！！

9>字节序
简述字节序的概念，并用共用体(联合体)的方式计算本机是大端还是小端

#include                            
union t
{
    unsigned int a;
    char b;
};
int main(int argc, const char *argv[])
{ 
    union t x;
    x.a = 1;
    printf("%#x\n", x.b);
    if(0x01 == x.b)
    {
        printf("little-endian\n");
    }
    else
    {
        printf("big-endian\n");
    }
    return 0;

10>TCP的API流程，UDP的API流程

TCP:socket，bind，listen，accept，recv，send，connect

UDP:socket，bind，recvfrom，sendto

11>TCP中的send能否替换成其他（sendto write）recv能否替换成其他（recvfrom read）

12>UDP中的sendto能否替换成其他（send write）。recvfrom能否替换成其他（recv read)

13>UDP中的connect，与TCP中的connect的区别

TCP中的connect函数会连接服务器，产生三次握手，将服务器和客户端连接起来。
UDP中的connect不会产生连接，仅仅是将对端的IP和端口号记录到内核套接字中。此时UDP只能与记录的对端进行通信
TCP中的connect函数只能成功一次，代表连接服务器
UDP中的connect函数可以被调用多次，刷新内核中对端的IP和端口。若想要清空内核中对端的地址信息，则将sin_family = AF_UNSPEC.
当udp采用connect的方式收发报文后，可将将recvfrom后面的参数填NULL,sendto函数后面参数填NULL和0;
14>TCP多进程并发服务器模型，多线程并发服务器模型。

void handler(int sig){
    while(waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
}

signal(17, handler);
sfd = socket();
bind();
listen();
while(1){
    newfd = accept();
    if(fork() == 0){
        close(sfd);
        while(1){
            recv();
            send();        
        }
        close(newfd);
        exit(0);         //必须退出子进程
    }
    close(newfd);
}
close(sfd);

sfd = socket();
bind();
listen();
while(1){
    newfd = accept();
    pthread_create(&tid, NULL, deal_cli_msg, &info);
    pthread_detach();
}
close(sfd);

void* deal_cli_msg(void* arg)
{
    int newfd = arg->newfd;
    struct sockaddr_in cin = arg->cin;
    while(1)
    {
        recv();
        send();    
    }
    close(newfd);
}

15>IO多路复用分类，请简述其中一种的原理

1. 进程中如果同时需要处理多路输入输出流，在使用单进程单线程的情况下，同时处理多个输入输出请求。
2. 在无法用多进程多线程，可以选择用IO多路复用；
3. 由于不需要创建新的进程和线程，减少系统的资源开销，减少上下文切换的次数。
   1. 上下文：运行一个进程所需要的所有资源
   2. 上下文切换：从A进程切换到B进程，A进程的资源要完全替换成B进程的，是一个耗时操作。
4. 允许同时对多个IO进行操作，内核一旦发现进程执行一个或多个IO事件，会通知该进程。

16>以太网头的协议类型

• 0X0800 只接收发往本机的mac的ip类型的数据帧 
• 0X0806 只接收发往本机的ARP类型的数据帧
• 0x8035 只接受发往本机的RARP类型的数据帧
• 0X0003 接收发往本机的MAC所有类型：ip,arp,rarp数据帧，接收从本机发出去的数据帧，混杂模式打开的情况下，会接收到非发往本地的MAC数据帧

17>与分包（将数据包分成数据帧）相关的包头：

        以太网头 b. IP头 C.TCP头 D.UDP头

18>TCP头中有：端口号 序列号 应答号

        SYN FIN PSH ACK

        SYN FIN: ack = seq+1;

        PSH: ack=seq+len;

19>三次握手，四次挥手

1. 第一次握手：客户端发送SYN包（SYN=1, seq=0）给服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器返回确认包。
2. 第二次握手：服务器接收到SYN包，确认客户端的SYN，发送ACK包（ACK=1 , ack=1），同时发送一个SYN包（SYN=1, seq=0），并进入SYN_RCVD状态。
3. 第三次握手：客户端接收到服务器的SYN包，以及ACK包，进入establish状态，同时向服务器发送ACK包（ACK=1, ack=1）。此时三次握手包发送完毕，服务器也进入establish状态

1. 第一次挥手，主动关闭方发送一个FIN包（FIN=1, seq = u）给被动方，进入FIN_WAIT_1状态；
2. 第二次挥手：被动方接收到FIN包，给主动方发送一个ACK包（ACK=1, ack=u+1）；并进入CLOKSE_WAIT状态。主动方接受到ACK包后，进入FIN_WAIT_2状态。如果有数据没有发送完毕，则继续发送，直到发送完毕为止;
3. 第三次挥手：被动方发送一个FIN包（FIN=1, seq=w），进入LAST_ACK状态.
4. 第四次挥手：主动关闭方收到FIN包，回复一个ACK包（ACK=1, ack=w+1）。被动关闭方收到主动关闭方的ACK后关闭连接。

20>请简述TCP UDP的API流程

21>UDP如何能够让本端知道对端掉线。

心跳包机制，客户端每隔一定时间给对端发送一个心跳包，对端给客户端发送一个应答，刷新对端的状态