计算机网络

1. 计算机网络的各层协议及作用？
   计算机网络体系可以大致分为以下三种： OSI七层模型，TCP/IP四层模型和五层模型
   ○ OSI七层模型：大而全，但是比较复杂，而且是先有理论模型。没有实际应用
   ○ TCP/IP四层模型：是有实际应用发展总结出来的，从实质上讲，TCP/IP只有最上面三层，最下面一层没有没事具体内容，TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现
   ○ 五层模型：五层模型只出现在计算机网络教学过程中，这是对七层模型和四层模型的一个折中，既简洁又能将概念阐述清楚。
   ○
   ○ 七层网络体系结构各层的主要功能：
   ■ 应用层：为应用程序提供交互服务。在互联网中的应用层协议很多，如域名系统DNS，支持万维网应用的HTTP协议，支持电子邮件的SMTP协议等
   ■ 表示层：主要负责数据格式的转换，如加密解密，转换翻译，压缩解压缩等
   ■ 会话层：负责在网络中的两节点之间建立，维持和终止通信，如服务器验证用户登陆便是由会话层完成的
   ■ 运输层：有时也翻译为传输层，向主机进程提供通用的数据传输服务。该层主要有一下两种协议：
   ● TCP：提供面向连接的，可靠的数据传输服务
   ● UDP：提供无连接的，尽最大努力的数据传输服务，但不保证数据传输的可靠性
   ■ 网络层：选择合适的路由和交换结点，确保数据数据及时传送。主要包括IP协议
   ■ 数据链路层：数据链路层通常简称为链路层。将网络层传下来的IP数据包组装成帧，并再相邻节点的链路上传送帧
   ■ 物理层：实现相邻节点间比特流的透明传输，尽可能屏蔽传输介质和通信手段的差异
2. TCP和UDP的区别：
   a. 对比如下：
   b. UDP 无连接 不可靠传输 不使用流量控制和拥塞控制 无序 快 支持一对一，一对多，多对一 多对多的交互通信 面向报文 首部开销小仅8个字节 适用于实时（IP电话，视频会议，直播等）
   c. TCP 面向连接 可靠传输 使用流量控制和拥塞控制 有序，消息在传输过程中可能会乱序，TCP会重新排序 慢 只能一对一通信 面向字节流 首部最小20字节，最大60字节 适用于要求可靠传输的应用 ，例如文件传输
   总结：TCP用于在传输层有必要实现可靠传输的情况，UDP用于对高速传输和实时性有较高要求的通信。TCP和UDP应该根据应用目的按需使用
3. UDP和TCP对应的应用场景是什么？
   TCP是面向连接，能保证数据的可靠性交付，因此经常用于：
   ○ FTP文件传输
   ○ HTTP/HTTPS
   UDP面向无连接，它可以随时发送数据，再加上UDP本身的处理既简单又高效因此经常用于：
   ○ 包量较少的通信 如DNS，SNMP等
   ○ 视频，音频等多媒体通信
   ○ 广播通信
   ○
4. 详细介绍一下TCP的三次握手机制
   a. 三次握手机制：
   ■ 第一次握手：客户端请求建立连接，向服务端发送一个同步报文（SYN=1），同时选择一个随机数seq = x 作为初始序列号，并进入SYN_SENT 状态，等待服务器确认。
   ■ 第二次握手：服务器收到请求报文后，如果同意建立连接，则向客户端发送同步确认报文（SYN=1，ACK=1）,确认号为ack = x+1,同时选择一个随机数seq = y 作为初始序列号，此时服务器进入SYN_RECV 状态
   ■ 第三次握手：客户端收到服务端的确认之后，向服务端发送一个确认报文（ACK = 1），确认号为ack = y+1，序列号为seq = x+1,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手
   理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP连接都将被一直保持下去