计算机网络面试题总结（二）
目录
1、HTTP协议与TCP/IP协议的关系
2、如何理解HTTP协议是无状态的？
3、什么是Http长连接、短连接？
3、TCP长连接与短连接
4、TCP保活机制
5、长连接和短连接的优点和缺点
6、OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构
7、请简述TCP\UDP的区别
8、请简单说一下你了解的端口及对应的服务？
9、Http和Https的区别
10、对称加密与非对称加密
11、运输层协议与网络层协议的区别？
12、在浏览器中输入网址之后执行会发生什么？
13、什么是DNS域名解析系统，以及其解析流程？
14、TCP协议如何来保证传输的可靠性？
15、客户端不断进行请求链接会怎样？DDos(Distributed Denial of Service)分布式拒绝服务攻击攻击？
16、Get与POST的区别？
17、GET请求中URL编码的意义？
18、TCP的拥塞处理
19、Session、Cookie 与 Application
20、Session 与 Cookie 的对比
1、HTTP协议与TCP/IP协议的关系
HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接。HTTP属于应用层协议，在传输层使用TCP协议，在网络层使用IP协议。 IP协议主要解决网络路由和寻址问题，TCP协议主要解决如何在IP层之上可靠地传递数据包，使得网络上接收端收到发送端所发出的所有包，并且顺序与发送顺序一致。TCP协议是可靠的、面向连接的。
2、如何理解HTTP协议是无状态的？
HTTP协议是无状态的，指的是协议对于事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态。也就是说，打开一个服务器上的网页和上一次打开这个服务器上的网页之间没有任何联系。HTTP是一个无状态的面向连接的协议，无状态不代表HTTP不能保持TCP连接，更不能代表HTTP使用的是UDP协议（无连接）。
3、什么是Http长连接、短连接？
在HTTP/1.0中默认使用短连接。也就是说，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。当客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的Web页中包含有其他的Web资源（如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等），每遇到这样一个Web资源，浏览器就会重新建立一个HTTP会话。
而从HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性。使用长连接的HTTP协议，会在响应头加入这行代码：Connection:keep-alive。
在使用长连接的情况下，当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的TCP连接不会关闭，客户端再次访问这个服务器时，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。实现长连接需要客户端和服务端都支持长连接。HTTP协议的长连接和短连接，实质上是TCP协议的长连接和短连接。
3、TCP长连接与短连接
TCP短连接
模拟一下TCP短连接的情况：client向server发起连接请求，server接到请求，然后双方建立连接。client向server发送消息，server回应client，然后一次请求就完成了。这时候双方任意都可以发起close操作，不过一般都是client先发起close操作。上述可知，短连接一般只会在 client/server间传递一次请求操作。
短连接的优点是：管理起来比较简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。
TCP长连接
我们再模拟一下长连接的情况：client向server发起连接，server接受client连接，双方建立连接，client与server完成一次请求后，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。
4、TCP保活机制
TCP的保活功能主要为服务器应用提供。如果客户端已经消失而连接未断开，则会使得服务器上保留一个半开放的连接，而服务器又在等待来自客户端的数据，此时服务器将永远等待客户端的数据。保活功能就是试图在服务端器端检测到这种半开放的连接。
如果一个给定的连接在两小时内没有任何动作，服务器就向客户发送一个探测报文段，根据客户端主机响应探测4个客户端状态：
- 客户主机依然正常运行，且服务器可达。此时客户的TCP响应正常，服务器将保活定时器复位。
- 客户主机已经崩溃，并且关闭或者正在重新启动。上述情况下客户端都不能响应TCP。服务端将无法收到客户端对探测的响应。服务器总共发送10个这样的探测，每个间隔75秒。若服务器没有收到任何一个响应，它就认为客户端已经关闭并终止连接。
- 客户端崩溃并已经重新启动。服务器将收到一个对其保活探测的响应，这个响应是一个复位，使得服务器终止这个连接。
- 客户机正常运行，但是服务器不可达。这种情况与第二种状态类似。
5、长连接和短连接的优点和缺点
长连接可以省去较多的TCP建立和关闭的操作，减少浪费，节约时间。对于频繁请求资源的客户端适合使用长连接。在长连接的应用场景下，client端一般不会主动关闭连接，当client与server之间的连接一直不关闭，随着客户端连接越来越多，server会保持过多连接。这时候server端需要采取一些策略，如关闭一些长时间没有请求发生的连接，这样可以避免一些恶意连接导致server端服务受损；如果条件允许则可以限制每个客户端的最大长连接数，这样可以完全避免恶意的客户端拖垮整体后端服务。
短连接对于服务器来说管理较为简单，存在的连接都是有用的连接，不需要额外的控制手段。但如果客户请求频繁，将在TCP的建立和关闭操作上浪费较多时间和带宽。
6、OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构
OSI分层 （7层）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
五层协议 （5层）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、 应用层。
TCP/IP（4层）：网络接口层、网际层、传输层、应用层。
7、请简述TCP\UDP的区别
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议，它们之间的区别包括：
- TCP是面向连接的，UDP是无连接的；
- TCP是可靠的，UDP是不可靠的；
- TCP只支持点对点通信，UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信模式；
- TCP是面向字节流的，UDP是面向报文的；
- TCP有拥塞控制机制;UDP没有拥塞控制，适合媒体通信；
- TCP首部开销(20个字节)比UDP的首部开销(8个字节)要大；
8、请简单说一下你了解的端口及对应的服务？
- 21 FTP（文件传输协议）
- 22 SSH（安全外壳协议）：专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性
- 23 Talnet（远程）服务
- 25 SMTP（简单邮件传输协议）
- 53 DNS域名服务器
- 80 HTTP超文本传输协议
- 110 POP3邮件协议3
- 443 HTTPS
- 1080 Sockets
- 1521 Oracle数据库默认端口
- 3306 Mysql服务
9、Http和Https的区别
Http协议运行在TCP之上，明文传输，客户端与服务器端都无法验证对方的身份；Https是身披SSL(Secure Socket Layer)外壳的Http，运行于SSL上，SSL运行于TCP之上，是添加了加密和认证机制的HTTP。二者之间存在如下不同：
-
端口不同：Http与Http使用不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443；
-
资源消耗：和HTTP通信相比，Https通信会由于加减密处理消耗更多的CPU和内存资源；
-
开销：Https通信需要证书，而证书一般需要向认证机构购买；
Https的加密机制是一种共享密钥加密和公开密钥加密并用的混合加密机制。
10、对称加密与非对称加密
对称密钥加密是指加密和解密使用同一个密钥的方式，这种方式存在的最大问题就是密钥发送问题，即如何安全地将密钥发给对方；而非对称加密是指使用一对非对称密钥，即公钥和私钥，公钥可以随意发布，但私钥只有自己知道。发送密文的一方使用对方的公钥进行加密处理，对方接收到加密信息后，使用自己的私钥进行解密。
由于非对称加密的方式不需要发送用来解密的私钥，所以可以保证安全性；但是和对称加密比起来，它非常的慢，所以我们还是要用对称加密来传送消息，但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。
11、运输层协议与网络层协议的区别？
- 网络层协议负责的是提供主机间的逻辑通信
- 运输层协议负责的是提供进程间的逻辑通信
12、在浏览器中输入网址之后执行会发生什么？
- 通过访问的域名找出其IP地址.（即域名解析）
- 建立TCP连接（三次握手）
- 客户端发送http请求报文
- 服务器端经过物理层→数据链路层→网络层→传输层→应用层，解析请求报文，发送HTTP响应报文。
- 关闭TCP连接
- 浏览器解析HTML，展示给用户
13、什么是DNS域名解析系统，以及其解析流程？
DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址互相映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。通过主机名，最终得到该主机对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。DNS协议运行在UDP协议之上，使用端口号53。
域名解析为ip地址的流程：
- 浏览器先检查自身缓存中有没有被解析过的这个域名对应的ip地址，如果有，解析结束。同时域名被缓存的时间也可通过TTL属性来设置。
- 如果浏览器缓存中没有（专业点叫还没命中），浏览器会检查操作系统缓存中有没有对应的已解析过的结果。而操作系统也有一个域名解析的过程。在windows中可通过c盘里一个叫hosts的文件来设置，如果你在这里指定了一个域名对应的ip地址，那浏览器会首先使用这个ip地址。
- 但是这种操作系统级别的域名解析规程也被很多黑客利用，通过修改你的hosts文件里的内容把特定的域名解析到他指定的ip地址上，造成所谓的域名劫持。所以在windows7中将hosts文件设置成了readonly，防止被恶意篡改。
- 如果至此还没有命中域名，才会真正的请求本地域名服务器（LDNS）来解析这个域名，这台服务器一般在你的城市的某个角落，距离你不会很远，并且这台服务器的性能都很好，一般都会缓存域名解析结果，大约80%的域名解析到这里就完成了。
- 如果LDNS仍然没有命中，就直接跳到Root Server 域名服务器请求解析
- 根域名服务器返回给LDNS一个所查询域的主域名服务器（gTLD Server，国际顶尖域名服务器，如.com .cn .org等）地址
- 此时LDNS再发送请求给上一步返回的gTLD
- 接受请求的gTLD查找并返回这个域名对应的Name Server的地址，这个Name Server就是网站注册的域名服务器
- Name Server根据映射关系表找到目标ip，返回给LDNS
- LDNS缓存这个域名和对应的ip
- LDNS把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存到本地系统缓存中，域名解析过程至此结束
14、TCP协议如何来保证传输的可靠性？
- 数据包校验：目的是检测数据在传输过程中的任何变化，若校验出包有错，则丢弃报文段并且不给出响应，这时TCP发送数据端超时后会重发数据；
- 序列号：TCP将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。序列号的作用：
- 保证可靠性（当接收到的数据总少了某个序号的数据时，能马上知道）
- 保证数据的按序到达，不按序到达时进行重排序
- 去除重复数据
- 提高效率，可实现多次发送，一次确认确认
- 确认应答机制：当TCP收到发自TCP连接另一端的数据，它将发送一个确认。这个确认不是立即发送，通常将推迟几分之一秒；
- 超时重传：当TCP发出一个段后，它启动一个定时器，等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段；
- 连接管理机制：三次握手和四次挥手
- 流量控制：TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据，这可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出，这就是流量控制。TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。
- 拥塞控制 ：流量控制解决了两台主机之间因传送速率而可能引起的丢包问题，在一方面保证了TCP数据传送的可靠性。然而如果网络非常拥堵，此时再发送数据就会加重网络负担，那么发送的数据段很可能超过了最大生存时间也没有到达接收方，就会产生丢包问题。
15、客户端不断进行请求链接会怎样？DDos(Distributed Denial of Service)分布式拒绝服务攻击攻击？
服务器端会为每个请求创建一个链接，并向其发送确认报文，然后等待客户端进行确认。
DDos 攻击
- 客户端向服务端发送请求链接数据包
- 服务端向客户端发送确认数据包
- 客户端不向服务端发送确认数据包，服务器一直等待来自客户端的确认
DDos 预防 ( 没有彻底根治的办法，除非不使用TCP )
- 限制同时打开SYN半链接的数目
- 缩短SYN半链接的Time out 时间
- 关闭不必要的服务
16、Get与POST的区别？
GET与POST是我们常用的两种HTTP Method，二者之间的区别主要包括如下五个方面：
- 从功能上讲，GET一般用来从服务器上获取资源，POST一般用来更新服务器上的资源；
- 从REST服务角度上说，GET是幂等的，即读取同一个资源，总是得到相同的数据，而POST不是幂等的，因为每次请求对资源的改变并不是相同的；进一步地，GET不会改变服务器上的资源，而POST会对服务器资源进行改变；
- 从请求参数形式上看，GET请求的数据会附在URL之后，即将请求数据放置在HTTP报文的 请求头 中，以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连。特别地，如果数据是英文字母/数字，原样发送；否则，会将其编码为 application/x-www-form-urlencoded MIME 字符串(如果是空格，转换为+，如果是中文/其他字符，则直接把字符串用BASE64加密，得出如：%E4%BD%A0%E5%A5%BD，其中％XX中的XX为该符号以16进制表示的ASCII)；而POST请求会把提交的数据则放置在是HTTP请求报文的 请求体 中。
- 就安全性而言，POST的安全性要比GET的安全性高，因为GET请求提交的数据将明文出现在URL上，而且POST请求参数则被包装到请求体中，相对更安全。
- 从请求的大小看，GET请求的长度受限于浏览器或服务器对URL长度的限制，允许发送的数据量比较小，而POST请求则是没有大小限制的
17、GET请求中URL编码的意义？
我们知道，在GET请求中会对URL中非西文字符进行编码，这样做的目的就是为了 避免歧义
如“name1=va&lu=e1”中间可能是一个定义键也可能是两个键，当进行了编码后就消除了起义。
18、TCP的拥塞处理
计算机网络中的带宽、交换结点中的缓存及处理机等都是网络的资源。在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就会变坏，这种情况就叫做拥塞。拥塞控制就是 防止过多的数据注入网络中，这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。注意，拥塞控制和流量控制不同，前者是一个全局性的过程，而后者指点对点通信量的控制。拥塞控制的方法主要有以下四种：
- 慢启动：不要一开始就发送大量的数据，先探测一下网络的拥塞程度，也就是说由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小;
- 拥塞避免：拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长，即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1，而不是加倍，这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。
- 快重传：快重传要求接收方在收到一个 失序的报文段 后就立即发出 重复确认（为的是使发送方及早知道有报文段没有到达对方）而不要等到自己发送数据时捎带确认。快重传算法规定，发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段，而不必继续等待设置的重传计时器时间到期
- 快恢复：快重传配合使用的还有快恢复算法，当发送方连续收到三个重复确认时，就执行“乘法减小”算法，把ssthresh门限减半，但是接下去并不执行慢开始算法：因为如果网络出现拥塞的话就不会收到好几个重复的确认，所以发送方现在认为网络可能没有出现拥塞。所以此时不执行慢开始算法，而是将cwnd设置为ssthresh的大小，然后执行拥塞避免算法。
19、Session、Cookie 与 Application
Cookie和Session都是客户端与服务器之间保持状态的解决方案，具体来说，cookie机制采用的是在客户端保持状态的方案，而session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。
Cookie及其相关API
Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie，而客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器，服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。
Session及其相关API
同样地，会话状态也可以保存在服务器端。客户端请求服务器，如果服务器记录该用户状态，就获取Session来保存状态，这时，如果服务器已经为此客户端创建过session，服务器就按照sessionid把这个session检索出来使用；如果客户端请求不包含sessionid，则为此客户端创建一个session并且生成一个与此session相关联的sessionid，并将这个sessionid在本次响应中返回给客户端保存。保存这个sessionid的方式可以采用 cookie机制 ，这样在交互过程中浏览器可以自动的按照规则把这个标识发送给服务器；若浏览器禁用Cookie的话，可以通过 URL重写机制将sessionid传回服务器。
Application
Application（Java Web中的ServletContext）：与一个Web应用程序相对应，为应用程序提供了一个全局的状态，所有客户都可以使用该状态。
20、Session 与 Cookie 的对比
- 实现机制：Session的实现常常依赖于Cookie机制，通过Cookie机制回传SessionID；
- 大小限制：Cookie有大小限制并且浏览器对每个站点也有cookie的个数限制，Session没有大小限制，理论上只与服务器的内存大小有关；
- 安全性：Cookie存在安全隐患，通过拦截或本地文件找得到cookie后可以进行攻击，而Session由于保存在服务器端，相对更加安全；
- 服务器资源消耗：Session是保存在服务器端上会存在一段时间才会消失，如果session过多会增加服务器的压力。