如果以聊天比作计算机间的通信,那么计算机网络协议的定义好比是

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-12-04 16:51 标签： 计算机网络协议的定义

1、网络七层协议包含物理层、數据链路层、网络层（ip协议）、传输层（TCP传输控制协议、UDP用户数据报协议）、会话层、表示层、应用层（http协议）。是一个提供的概念架构協议

2、TCP/IP协议，四层架构参考模型包含链路层、网络层、传输层、应用层。TCP/IP协议是协议群的统称其包含tcp、udp、ftp、Telnet、http等等，这些都属于TCP/IP协議

3、传输控制协议TCP是什么？

　　TCP协议是传输层的协议面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。将应用层的数据流分割成報文段并发送给目标节点的TCP层数据包都有序号，对方收到则发送ack确认未收到则重传。使用校验和来校验数据在传输过程中是否有误

　　IP协议是无连接的通信协议，不会占用两个正在通信的计算机之间的通信线路ip降低了对网络线路的需求，每条线可以同时满足许多不哃计算机之间的通信需要通过ip消息或者其他数据会被分割为较小的独立的包，并通过internet网在计算机之间进行传送ip负责将它的包路由到它嘚目的地，但是ip协议没有做数据包是否按照顺序发送或者包是否被破坏，所以Ip数据包是不可靠的需要由ip的上层协议做出控制。

4、何为TCP嘚三次握手

　　当应用程序通过tcp和另一个应用程序进行通信的时候，它会发送一个通信请求这个请求必须被送到一个确切的地址，在雙方握手之后tcp将在两个应用之间建立一个全双工的通信，这个全双工的通信将占用两个计算机之间的通信线路直到被一方或者双方关閉为止。全双工的含义就是计算机A可以给另一个计算机B发送信息在发送信息的同时，而另一个计算机B也可以给计算机A回发信息握手是為了建立连接，TCP三次握手的流程图如下所示：

4.1）、三次握手详细介绍如下所示：

　　初始状态：开始状态客户端和服务器都是CLOSE关闭状态當客户端主动打开，服务器端被动打开刚开始的时候TCP服务器进程先创建传输控制块tcb，时刻准备接收其它进程发送过来的请求此时服务器端进入Listen监听状态。

　　1）、第一次握手：刚开始的时候TCP客户端进程也是先创建传输控制块tcb向服务器发送连接请求报文，SYN=1seq=x就是报文头裏面tcp flags 里面的同步序号SYN=1，同时选择一个初始序号seq=xx是任意正整数的值。此时TCP客户端进程进入了一个SYN-SENT同步已发送的状态此时发送过去的数据包即报文段被称为SYN报文段，它是不可以携带数据的但是会消耗掉一个序号，这便是第一次握手了

　　2)、当服务器接收到请求报文的时候，如果同意连接会发送确认报文，确认报文中包含了TCP flags两个标志位字段SYN=1ACK=1，确认号是ack=x+1由于客户端发送SYN报文中的seq=x，服务器端为了回应客戶端要回应和x相关的信息，但是客户端发送SYN报文中的seq=x消耗了一个序号因此服务器端发送的确认号便成了ack=x+1，同时为了自己的缓存初始化┅个序列号即seq=y此时服务器进入了SYN-RCVD状态即同步已收到的状态。该报文也是不可以携带数据的并且同样需要消耗一个序号，这便是第二次握手了

　　3）、当TCP客户进程收到确认报文之后，还要向服务器端给出一个确认确认报文的ACK=1。ack=y+1因为服务器发送的报文里面seq=y，而客户端為了回应服务器端要回应和y相关的信息，但是服务器端发送报文中的seq=y消耗了一个序号因此客户端发送的确认号便成了ack=y+1。seq=x+1是因为第二佽握手的时候，服务器端响应客户端的时候以将ack=x+1即x序号加1因此此时第三次握手的时候seq=x+1。此时客户端和服务器端进入ESTAB-LISHED状态即连接已建立這便是第三次握手了。

4.2）、面试回答握手是为了建立连接，TCP的三次握手流程大致如下所示：

　　在TCP/IP协议中TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接切记，syn：同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 1）、第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包(syn=x)到服务器并进入SYN_SEND状态即同步已发送，等待服务器确认 2）、第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ack=x+1）同时自己也发送一个SYN包（syn=y），即SYN+ACK包此时服务器进入SYN_RECV状态即哃步已收到。 3）、第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕客户端和服务器进入ESTAB LISHED状态即连接已建立，完成三次握手

5、为什么需要三次握手才能建立起连接呢？

答：为了初始化Sequence Number的初始化值通信的双方要互相通知对方自己的初始化的Sequence Number值。即seq=x和seq=yseq值要作为以后的数据通信的序号，以保证应用层接收到的数据不会因为网络上的传输问题而乱序即Tcp会用这个序号进行拼接数据。因此在服务器回发它的Sequence Number即第二次握手之后还需要发送确认报文给服务器告诉服务器客户端已经收到你的初始化Sequence Number值。

6、首次握手的隐患SYN超时问题起因分析。

　　答：Server服务器端收到Client客户端发送的SYNServer服务器端回复Client客户端SYN-ACK的时候，如果此时Client客户端掉线了Server服务器端未收到Client客户端的ACK确认。那么该连接就处于一个中间状态即未连接成功也未连接失败状态。此时Server服务器端不断重试直至超时Linux默认重试5次，重试间隔從1秒开始每次翻倍，等待63秒钟tcp才会断开连接。此时服务器可能遭受SYN Flood攻击的风险

　　针对SYN Flood攻击风险的防护措施。比如恶意程序给服务器发送SYN报文发送以后就进行了下线，然后服务器默认等待63秒才会断开攻击者就会将服务器的SYN连接的队列耗尽，让正常的连接请求不能處理Linux系统给出了一个方案，当SYN队列满后通过tcp_syncookies参数回发SYN Cookie。TCP根据源地址端口目标目的端口，时间戳生成一个特殊的Sequence Number即SYN Cookie回发给客户端如果是攻击者是不会有响应的，若为正常连接则Client客户端会回发服务器端SYN Cookie直接建立连接。通过SYN Cookie创建的连接即使现在SYN队列满后，本次连接请求不在队列中也可以创建连接。

　　如果建立连接后Client客户端出现故障怎么办呢，其实TCP设置保活机制在一段时间内，该时间被称为保活时间keep alive time在这段时间内，连接处于非活动状态开启保活功能的一端将向对方发送保活探测报文。向对方发送保活探测报文如果发送端未收到响应报文，如果在保活时间内即提前配置好的keep alive time则继续发送直到尝试次数达到保活探测数仍未收到响应则中断连接。对方直接将被確认为不可达连接即被中断。

7、TCP的四次挥手挥手是为了终止连接，就是终止一个TCP连接的时候需要客户端和服务器端总共发送4个包以確认连接的断开。客户端或者服务器端任意一方触发close断开连接TCP四次挥手的流程图如下所示：

7.1)、四次挥手详细介绍如下所示：

　　1）、数據传输完毕以后呢，客户端和服务器端都可以释放连接最开始的时候，客户端和服务器端都处于ESTAB-LISHED状态即连接已建立当客户端主动关闭，服务器端被动关闭首先客户端进程发送连接释放报文，并且停止发送数据在该数据的报头中tcp flags中的FIN=1，假设客户端定义的序列号seq=u该值等于前面ESTAB-LISHED状态下数据最后一次发送已经传送过来的数据最后一个字节的序号加一。此时客户端进入FIN-WAIT-1的状态即中止等待1的状态（FIN-WAIT-1是finish-wait-1的缩写）TCP规定，即使FIN报文段不携带任何数据也要消耗一个序列号。即服务器端回值的时候ack=u+1这就是第一次挥手。

　　2）、当服务器端收到连接釋放报文的时候也要发出确认报文即ACK=1，作为回应ack=u+1Sequence Number序列号等于u+1。并且携带了自己的序列号seq=v此时服务器端进入了CLOSE-WAIT状态即关闭等待。这就昰第二次挥手

　　3）、TCP服务器通知高层的应用进程，客户端要释放和服务器通信的连接了此时会处于半关闭的状态，即客户端无数据偠发送了但是服务器端若要给客户端发送数据，客户端还是可以接收的此半关闭状态持续的时间就是等于CLOSE-WAIT状态持续的时间。客户端收箌服务器端的确认请求后也就是第二次挥手的时候，此时客户端进入了FIN-WAIT-2状态即中止等待2状态等待服务器发送释放连接报文，等待服务器端发送第三次挥手的请求因此这段时间内，还有可能需要接收服务器端发送的数据请求当服务器将最后的数据发送完毕以后，就会姠客户端发送连接释放报文即FIN=1，ack还是等于u=1即ack=u+1由于在半关闭的状态，服务器很可能发送了一些数据假定此时的序号seq=w，此时服务器进入叻LAST-ACK状态即最后确认的状态等待客户端的最终确认，这就是第三次挥手

　　4）、当客户端收到服务器端释放连接报文的时候，必须发出確认即ACK=1，将服务器发送的w加1即ack=w+1，由客户端回发给服务器端此时客户端的需要假定现在是seq=u+1。此时客户端进入了TIME-WAIT状态即时间等待的状态此时tcp连接还未释放，必须等待时间是2MSL（2乘以MSL时间MSL是最长报文段寿命）。此时连接才真正释放才进入到了CLOSE状态。当服务器端接收到客戶端的确认请求以后立即进入了CLOSE状态即关闭状态说明了服务器端结束TCP连接时间比客户端结束TCP连接的时间稍早一些。这就是第四次挥手

7.2）、面试回答，挥手是为了断开连接TCP采用四次挥手来释放连接。TCP的四次挥手流程大致如下所示：

　　1）、第一次挥手：Client发送一个FIN用来關闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态即中止等待1的状态 　　2）、第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用┅个序号）Server进入CLOSE_WAIT状态即关闭等待状态。 　　3）、第三次挥手：Server发送一个FIN用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态即最后确认状态 　　4）、苐四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态即时间等待状态接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1Server进入CLOSED状态即关闭状态，完成四次挥手

　　答：TIME-WAIT时间等待状态到CLOSE关闭状态，有一个超时设置这个超时设置是2乘以MSL。为什么要等待这一段时间呢TIME-WAIT状态主要是要确保有足够的时间让对方收到ACK包，如果被动关闭的哪一方没有收到ACK确认就会触发被动端重发FIN包（FINISH包）一来一去正好是2乘以MSL。也避免了新旧连接混淆不让这个連接和后面的连接混到一起。

9、为什么需要四次挥手才能断开连接呢

　　答：全双工的意思是允许数据在两个方向上同时传输，即在同┅时间服务器可以发送给客户端客户端也可以发送数据给服务器。因为TCP是全双工发送方和接收方都需要FIN报文和ACK报文，也就是说发送方囷接收方各自需要两次挥手即可只不过有一方是被动的，所以看上去就变成了四次挥手。

10、服务器频繁出现大量CLOSE_WAIT状态的原因

　　答：问题的其中一个表现是客户端一直在请求，但是返回给客户端的信息是异常的即客户端没有收到过请求。服务器保存了大量的CLOSE_WAIT状态呮有一种情况，那就是在客户端发送一个FIN报文的时候服务器这边没有进一步发送ACK确认或者FIN报文已确认。换句话说就是对方关闭socket连接程序没有检测到或者程序本身忘记需要关闭连接，该资源一直被程序占用着（我方忙于读或者写）没有及时关闭连接。遇到这种情况（可能是程序中有Bug哦）要及时检查代码，特别是释放资源的代码或者是配置出现了问题，要检查配置特别是处理请求的线程配置。

UDP的特點如下所示：

　　a）、UDP的特点是面向非连接的协议，传输数据之前源端和目标端没有创建连接。当想要传输的时候就抓取来自应用程序的数据，并尽可能快的将它传输到网络上在发送端，UDP传输数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力、传输带宽嘚限制影响在接收端，UDP把每个消息段放到队列中应用程序每次从队列中读取消息段。 b）、UDP传输数据的时候不建立连接所以不维护连接状态，支持同时向多个客户端传输相同的消息 c）、UDP数据包报头只有8个字节，额外开销较小TCP包报头需要22个字节。 d）、UDP吞吐量只受限于數据生成速率、传输速率以及机器性能（源端和终端机器的性能） e）、UDP尽最大努力交付，不保证可靠交付不需要维护复杂的链接状态表。 f）、UDP面向报文不对应用程序提交的报文信息进行拆分和合并。

12、TCP的滑动窗口简述

　　1）、RTT是发送一个数据包到收到对应的ACK，所花費的时间即源端发送一个数据包，到目标端回应一个ACK所花费的时间 　　2）、RTO是重传时间间隔。RTO是本次发送当前数据包预留的超时时间RTO是根据RTT计算出来的。TCP在发送一个数据包的时候会启动一个重传定时器，RTO就是这个重传定时器重传时间通俗的讲，预先计算一个定时器重传时间如果回复了ACK，该重传定时时间失效即不用重传了。如果没有回复ACK定时器的时间又到了，就开始重传TCP会将数据拆分成段進行发送，出于效率和传输速度的考虑不能一段一段将数据进行传送，因为此传输效率十分低下所以要实现对数据的批量发送。

　　3）、Tcp必须要解决可靠传输以及包乱序的问题所以TCP需要知道网络实际处理数据的带宽，数据处理速度这样才不会引起网络拥塞，导致丢包情况发生 　　4）、TCP使用滑动窗口做流量控制与乱序重排。TCP的滑动窗口主要有两个作用保证TCP的可靠性，保证TCP的流控特性

13、HTTP超文本传輸协议（基于请求与响应模式的无状态的应用层协议，常基于TCP的连接方式）HTTP1.1版本中给出一种持续连接的机制keep-alive，绝大多数web开发都是构建在http仩面的web应用注意，TCP是传输层协议HTTP是应用层协议，HTTP是基于TCP协议的一种连接方式主要特点，如下所示： 　　1）、特点一、支持客户端和垺务器端模式HTTP协议工作于客户端和服务器端架构之上的，浏览器作为HTTP客户端通过URL向HTTP服务器端即web服务器发送所有请求WEB服务器根据接收到嘚请求向客户端发送响应信息。 　　2）、特点二、简单快速客户端向服务器端请求服务的时候，只需要传送请求方法和请求路径请求方法常用的有GET、POST、PUT、DELETE等等，每种方法规定了客户端与服务器连接的类型不同由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小因而通信速度很赽。 　　3）、特点三、灵活HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的对象由context type加以标记 　　4）、特点四、无连接。无连接的含义是限淛每次连接只处理一个请求服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答以后即断开连接采用该方式节省传输时间。从HTTP1.1起默认使用叻长连接，即服务器需要等待一定时间后才断开连接以保证连接特性。虽然目前的技术如keep alive使用了长连接优化效率，但是这些都是属于HTTP請求之外的也即在每个独立的http请求中，你是无法知道当前的http是否处于长连接的状态你始终会认为http请求在处理结束以后连接就会关闭，這是http的特性长连接可以认为是下层实现对上层透明。 　　5）、特点五、无状态http协议是无状态协议，无状态是指协议对事物处理没有记憶能力缺少状态意味着如果后续处理需要前段信息则必须被重新传输，这样可能会导致每次连接传送的数据量增大另一方面在服务器鈈需要先前信息的时候，它的应答就较快HTTP协议目前处于多个版本共存的情况（HTTP1.0版本，HTTP1.1版本HTTP2.0版本）。HTTP1.1版本相对于HTTP1.0版本引入了keep alive长连接技术

14、HTTP的请求结构（HTTP请求报文），主要包含请求行、请求头部、空行、请求正文四部分组成

　　1）、请求行包含三个部分（请求方法、URL路徑、协议版本），请求方法、空格、URL路径、空格、协议版本、回车符、换行符 　　2）、请求头部有若干个报头组成，每个报头包含头蔀字段名、分号、值、回车符、换行符。即使请求正文没有内容也会空一行出来的。

15、HTTP的响应结构（HTTP响应报文）发送请求报文以后，囸常情况下会收到响应报文主要包含状态行、响应头部、空行、响应正文四部分组成。

16、HTTP的简介以及请求响应的步骤如下所示：

　　1）、Http简介，http协议定义了web客户端如何从web服务器请求web页面以及服务器如何把web页面传送给客户端，http协议采用了请求响应模型客户端向服务器發送请求报文，请求报文包含了请求方法、URL、协议版本、请求头部、请求数据服务器以一个状态行作为响应，响应的内容包含了协议的蝂本成功或者失败的状态码，服务器信息响应头部和响应数据。

　　2）、请求响应的步骤

　　　　a）、客户端连接到web服务器，一个http愙户端通常是浏览器与web服务器的http端口默认端口号是80，建立一个tcp套接字连接 　　　　b）、然后发送http请求，即通过tcp套接字客户端向web服务器发送一个文本的请求报文。 　　　　c）、然后服务器接受到客户端的请求并返回HTTP响应web服务器解析该请求定位请求资源，服务器将资源副本写到tcp套接字由客户端读取 　　　　d）、然后释放TCP连接。若连接模式是CLOSE则服务器主动关闭tcp连接，客户端被动关闭tcp连接释放tcp连接。若连接模式是keep alive咋该连接会保持一段时间，在该时间内可以继续接受请求 　　　　e）、然后客户端浏览器解析HTML内容。并进行解析客户端浏览器首先解析状态行，查看表名请求是否成功的状态代码然后解析每一个响应头，响应头告知以下若干字节的HTML文档和文档的字符集客户端浏览器读取响应数据HTML，根据html语法对其进行格式化并在浏览器窗口中进行解释。

17、在浏览器地址栏键入URL按下回车以后经历的流程，如下所示：

　　a）、DNS解析浏览器会根据URL逐层查询DNS服务器缓存，解析URL中的域名所对应的IP地址DNS缓存从近到远依次是浏览器缓存、系统緩存、路由器缓存、ips服务器缓存、根域名服务器缓存、顶级域名服务器缓存。从那个缓存找到对应的ip以后直接返回不再查询后面的缓存。 　　b）、TCP连接找到ip地址以后会根据ip地址和默认端口80，和服务器建立tcp连接该步骤即是三次握手了。 　　c）、发送HTTP请求此时浏览器会發送读取文件的http请求，该请求将发送给服务器 　　d）、服务器处理请求并返回HTTP报文。服务器对浏览器请求做出响应并把对应的带有html文本嘚http响应报文发送给浏览器 　　e）、浏览器解析渲染页面。然后浏览器收到html并在显示窗口内进行渲染 　　f）、连接结束。最后浏览器是否了TCP连接该步骤即是四次挥手。

18、HTTP状态码五种可能的取值。

　　a）、1xx指示信息，表示请求已接收继续处理。 　　b）、2xx成功，表礻请求已被成功接收、理解、接受 　　c）、3xx，重定向要完成请求必须进行更进一步的操作。 　　d）、4xx客户端错误，请求有语法错误戓者请求无法实现 　　e）、5xx，服务器端错误服务器未能实现合法的请求。

19、常见HTTP状态码如下所示：

20、GET请求和POST请求的区别，从三个层媔来进行解答如下所示：

　　1）、第一点区别：Http报文层面，GET将请求信息放到URL请求信息与URL之间使用问号隔开，请求信息格式是键值对的形式POST将请求信息放在报文体中，获取请求信息必须解析报文GET请求是放在URL中的，URL本身是没有长度限制的但是浏览器是有长度限制的，會对URL进行长度限制POST是将请求信息放到报文体中的，所以对URL是没有长度限制的 　　2）、第二点区别：数据库层面，GET符合幂等性（对数据庫的一次操作或者多次操作的结果是一致的则认为符合幂等性）和安全性（对数据库的操作没有改变数据库的数据，则认为符合安全性嘚GET操作是做查询操作的，因此不会改变数据库里面的数据）POST不符合（POST请求既不幂等也不安全，POST会向数据库中提交数据所以会改变数據库里面的数据，POST每次获取到的结果都有可能不一样的因为POST请求是作用在上一级的URL上面的，每一次请求都会添加新资源） 　　3）、第彡点区别：GET请求可以被缓存（可以保存到浏览器的浏览记录中），被存储（GET请求URL可以被保存为浏览器书签）但是POST不行。

　　1）、因为HTTP是無状态的意味着每次访问有登录页面的需求的时候，都要输入账号和密码Cookie技术是客户端的解决方案，是由服务器发送给客户端的特殊信息以文本的形式存放在客户端。客户端每次向服务器发送请求的时候都会带上这些特殊信息比如当客户使用浏览器访问支持Cookie的网站嘚时候，需要输入账号和密码提到到服务器服务器向客户端回应超文本的同时将个人信息返回，个人信息不是存放在响应体http header中的当客戶端接收服务器的响应以后，浏览器将这些信息存放到统一位置客户端再次请求的时候，会把Cookie发送到服务器中Cookie信息存放到http响应头中。垺务器接收到客户端浏览器的请求以后会分析存放在请求头中的Cookie信息，得到客户端特有的信息从而动态生成与该客户端相对应的内容。会解析Cookie生成与客户端相对应的内容

2）、Cookie的设置以及发送过程，第一步客户端发送Http Requert请求到服务器。第二步服务器端发送Http Response和设置Cookie头部箌客户端。第三步客户端Http Request和Cookie头部请求到服务器端。第四步服务器端发送一个Http Response请求到客户端。

　　3）、Session机制是一种服务器端的机制在垺务器上保存的信息。当程序需要为某个客户端的请求创建一个Session的时候服务器首先检查这个请求里面是否已经包含session标识session id，如果包含了session id說明之前为此客户端创建该Session，服务器根据Session id把这个session检索出来使用如果检索不到，可能会新建一个Session如果客户端请求不包含Session id，则为此客户端創建一个Session并生成一个与此Session相关的Session id（此Session id是不会重复且无规律的字符串）

　　4）、Session的实现方式，主要有两种第一种是使用Cookie进行实现。客户端发送请求服务器给每个Session分配一个唯一的jsession id，并通过Cookie发送给客户端当客户端发起新的请求的时候，将在Cookie头中携带这个jsession id服务器可以查到對应的Session。第二种方式是使用URL回写来实现服务器在发送给浏览器页面的所有链接中都携带jsession id参数，这样客户端点击任何一个链接都会将jsession id带囙服务器。如果直接在浏览器输入服务端资源的URL来请求该资源session是匹配不到的，tomcat对session的实现是一开始同时是使用cookie和url回写机制如果发现客户端支持cookie，就继续使用cookie停止使用url回写机制，如果发现cookie被禁用就一直使用url会写机制。

Secure）是超文本传输安全协议HTTPS是一种以计算机网络安全通信为目的的传输协议。HTTP是包含了ip、tcp、http而HTTPS比HTTP新增了SSL或者TLS（具有保护交换数据隐私，以及完整性提供对网上服务器身份认证的功能，是咹全版的http）

　　2）、SSL(Securiy Sockets Layer，安全套接层)为网络通信提供安全以及数据完整性的一种安全协议，SSL位于TCP与各应用层之间是操作系统对外的API，SSL3.0鉯后更名为TLS采用身份验证和数据加密保证网络通信的安全和数据的完整性。

　　3）、Https采用了证书和加密手段的方式保证数据的安全性Https數据传输流程，Https在数据传输之前会与网站服务器和web浏览器进行一次握手，在握手的时候确认双方的加密密码信息具体流程如下所示。

　　　　a、web浏览器将支持的加密算法信息发送给网站服务器 　　　　b、服务器选择一套浏览器支持的加密算法，将验证身份的信息以证書的形式回发浏览器 　　　　c、浏览器收到证书以后验证证书的合法性，如果证书受到浏览器信任在浏览器地址栏有标志显示，否则顯示不受信的标识当证书受信以后，web浏览器随机生成一串密码并使用证书中的公钥加密，之后使用约定好的hash算法握手消息b并生成随机數对消息进行加密并将之前生成的信息回发给服务器。 　　　　d、服务器接收到web浏览器发送的消息以后服务器使用私钥解密信息确认密码，然后通过密码解密web浏览器发送过来的握手信息并验证哈希是否和web浏览器一致，加密新的握手响应消息回发浏览器 　　　　e、web浏覽器解密服务器经过哈希算法加密的握手响应消息，并对消息进行验真如果和服务器发送过来的消息一致，则此握手过程结束以后服務器和浏览器会使用之前浏览器生成的随机密码和对称密码进行加密，然后交换数据

4）、HTTP与HTTPS的区别面试回答点。

　　区别一、HTTPS需要到CA申請证书HTTP不需要。

区别三、连接方式的不同端口的不同，HTTPS默认使用的端口是443端口HTTP默认使用的端口是80端口。

区别四、HTTPS=HTTP+加密+认证+完整性保護SSL是有状态的，而HTTP连接是无状态的

　　Socket是对TCP/IP协议的抽象，是操作系统对外开发的接口Socket是基于从打开，到读或者写再到关闭的模式。

　　两个进程之间如果需要通信最基本的一个前提是能够唯一的标识一个进程，在本地进程通信中我们可以使用pid来唯一标识一个进程但是pid只是在本地唯一，网络中两个进程pid冲突的可能性还是存在的这个时候需要再想它法。ip层的ip地址可以唯一标识一台主机而tcp协议和端口号可以唯一标识主机的一个进程，这样我们可以利用ip地址加协议加端口号来唯一标识网络中的一个进程当可以唯一标识网络中一个進程以后，我们就可以利用socket进行通信了

计算机网络是计算机专业的王牌核心课程之一,在面试中的重要性不言而喻,年假的这一段时间,重新刷了一遍这门课,其中记录下来一些笔记(当然,抄了书上不少~),分享出来,留作备莣.

1 .4 分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

1 .5 协议层次和它们的服务模型(最重要)

在本文用一种特定的网络(Inernet)作为例子学习计算机网络及其协议(也就昰说网络 其实有很多标准但是 Internet 的 TCP/IP 现在占统治地位)。

本节首先讲述了因特网的具体构成即构成因特网的基本硬件和软件组件;然后介绍作為网络基础设施的因特网为分布式应用提供的传输服务。

传统端系统如桌面计算机、linux工作站、服务器等。 非传统端系统:如智能电话、联網的汽车、家用电器云计算的虚拟主机等。 传统和非传统端系统有个共同的特点一般安装有操作系统，操作系统环境中运行应用程序一般把这种有应用程序、操作系统的计算设备统称为主机。

端系统通过通信链路和分组交换机连接到一起 通信链路的物理介质主要包括同轴电缆、双绞线、光纤和无线电。

当一个端系统有数据要向另一个端系统发送时发送端系统将数据分段，并为每段加上首部字节這些数据传输单元统称分组或数据包。这些分组通过网络发送到目的端系统 在那里被还原成初始数据。

分组交换机: 分组交换机从输入端ロ接收到达的分组并从它的输出端口转发该分组。 路由器和链路层交换机是最常见的两种分组交换机

端系统通过电信服务提供商 ISP 接入洇特网，包括像中国电信那样的家庭 ISP、本地有线网络公司等等可以认为ISP 是一个由多个分组交换机和多段通信链路组成的网络。

端系统、汾组交换机和其他因特网设备都要运行控制信息发送和接收的一系列协议软 件。TCP 和 IP 是因特网中两个最为重要的协议协议标准一般由因特网工程任务组 IETF 制 定，这些文档被称为 RFC其他组织例如 IEEE 也在制定用于网络的标准，例如以太网标准 无线 Wifi 标准。

相对于 Internet有些专用网络被稱为内联网 Intranet，因为它们与 Internet 采用同样类 型的主机、路由器、链路和协议但是对于 Internet 用户并不开放。例如政府、私人公司的网络

从通信基础設施的角度来描述因特网，它提供了一种通信服务这种网络传输服务是通过主机的操作系统提供给应用程序的。

因为应用程序运行在端系统上所以端系统代表网络提供了一个应用程序编程接口 API。 类似 C 语言的 printf()在屏幕输出一些内容在 C 语言开发的应用程序中可以使用最基本嘚 send()和 recv()函数发送或者接收消息。大部分的网络通信都是通过调用这种网络通信函数实现的大部分的高级程序设计语言都有自己的网络通信函数，而且函数接口都是类似的

计算机网络协议的定义约定了网络中数据发送和接收、以及数据本身组织(数据流是如何划分成分 组或者數据包，以及分组格式)的一些规范

例如浏览器和 Web 服务器他们使用 HTTP 协议规范 Web 页面的传输;两个以太网网卡 使用以太网协议规范它们之间的数據传输。计算机网络广泛地使用了协议不同的协议用于 完成不同的通信任务。掌握计算机网络知识的过程就是理解计算机网络协议的定義的构成、原理和工作的过程

计算机网络协议的定义在主机中一般以软件形式(应用程序、操作系统中的协议模块、网卡的驱动) 和硬件形式(网卡)存在。

接入网(access network)即将端系统连接到边缘路由器的物理链路。边缘路由器是端系

统进入到 Internet 的第一台路由器

网络接入大致可以分为以丅类型: .住宅接入，将家庭端系统与网络相连. .公司接入将商业或教育机构中的端系统与网络相连。

有线接入将主机系统使用有线链路与網络相连。 .无线接入将移动端系统使用无线链路与网络相连。

住宅接入是指将家庭端系统(PC 或家庭网络)与 Internet 边缘路由器相连接

20 多年前人们通过普通模拟电话线用拨号调制解调器与 ISP 相连。这样的调制解调器速率大约有 56bps现在有 ADSL 和光纤接入技术。

ADSL 概念上类似于拨号调制解调器咜是一种新型调制解调器技术，还是使用电话线

ADSL 在家庭和 ISP 之间使用频分多路复用技术(FDM)将通信链路划分为 3 个不重叠的频段:

·高速下行信道，24M。

·中速上行信道，2.5M

·普通的双向电话信道。

频分多路复用(Frequency-division multiplexing，FDM)是指载波带宽被划分为多种不 同频带的子信道，每个子信道可以并行傳送一路信号的一种多路复用技术在频分复用系统中，信道的可用频带被分成若干个互不交叠的频段每路信号用其中一个频段传输，洇而可以用滤波器将它们分别滤出来然后分别解调接收。

由于光纤通信具有大容量、长距离和抗电磁干扰等优点使光纤通信很好地适應了当今通信发展的需要。光纤入户有很多种架构其中主要有两种:一种是点对点形式拓扑，从中心局到每个用户都用一根光纤;另外一种昰使用点对多点形式拓扑方式的无源光网络(PON) 采用点到多点的方案可大大降低光收发器的数量和光纤用量，并降低中心局所需的机架空间 具有成本优势，目前已经成为主流

光纤宽带和 ADSL 接入方式的区别就是:ADSL 是电信号传播，光纤宽带是光信号传播 速度可以达到 100多Mbps

光纤接入所用的设备主要有两种，一种是部署在电信运营商机房的局端设备叫光线路终端(OLT)，另一种是靠近用户端的设备叫光网络单元(ONU)。光纤宽帶是在运营商机房通过设备把电信号调制成光信号通过光纤传输到用户处。用户需要使用运营商机房端设备相 配套的光猫把光信号转換为用户电脑等设备可以使用的电信号，通过网线连接用户设备上网使用

在公司和大学校园，局域网 LAN 通常被用于连接端用户与边缘路由器

以太网是事实的工业标准。 以太网的运行速率是 I00Mbps 或 1G bps它使用双绞线将 一些端系统连接起来，并与边缘路由器连接边缘路由器负责转發目的地不在本局域网的 数据包。

最初的以太网使用共享介质因此端系统共享 LAN 的传输速率。但是 20 世纪以后共享以太网技术已经完成向茭换以太网技术迁移。一台链路层交换机允许所有主机以端口的全部速率同时发送和接收

以上几种接入方式都是有线接入。

无线接入主偠包括无线局域网 WLAN(Wifi)和广域无线接入网 3G、4G 网络

基于 IEEE 802.11 技术的 WLAN 覆盖范围大约几百米，可以提供超过 54Mbps 的速率 3G、4G 基站的覆盖范围大约几公里，可鉯提供超过 3-4Mbps 的速率

双绞线由两根隔离的铜线组成，每根大约 1mm 粗以规则的螺旋形式排列。一对电线

构成了一个通信链路非屏蔽双绞线(UTP)，常用于计算机网络中数据传输速率从 100Mbps 到 1 Gbps。非屏蔽双绞线最长的传输距离大约 100m

同轴电缆的两个铜导线是同心的而不是并行的。借助于這种结构以及特殊的绝缘体保护 层同轴电缆具有几百兆的传输速率。同轴电缆在有线电视系统中应用相当普遍

?光纤 使用光脉冲表示仳特信号。一根光纤能够支持极高的比特速率高达数十甚至数百 Gbps。

光纤通信具有大容量、长距离和抗电磁干扰等优点这些特征使得光纖成为长途导引型传 输介质，例如跨海链路、长途电话网络、因特网的主干使用光纤时不可以直接对着眼睛， 以免灼伤

?无线电 无线電信道依赖于传播环境和传输信号的距离。环境上的考虑取决于路径损耗和遮挡衰落以及干扰。

无线电信道可以大致地划分为两类:一类昰能够跨越数十到几百米的 WLAN;另一类是跨越几千米 3G、4G 网络

通信中常使用两类卫星:同步卫星和低地球轨道卫星 。 从地面站到卫星再回到地面站的距离较长卫星无线电通常会有较长信号传播时延,可多达 200ms。

1-2 电路交换和分组交换

数据通过网络有两种基本方式:电路交换和分组交换 茬电路交换网络中，沿着通信路径为端系统之间通信所提供的资源(缓存、传输速率) 在通信会话期间会被预留。

传统的电话网络是电路交換网络的例子 在分组交换网络中则没有预留带宽等通信资源，数据分组按需使用这些资源 Internet 是分组交换网络。

电路交换网络中当两台主机要通信时，网络在两台主机之间创建一条专用的端到端 连接这个过程需要专门的信令协议(Signalling Protocol)。由于预留了资源用户通话过程 中能够達到电路级性能。

电路交换网络中的多路复用

电路交换中的链路通过频分多路复用或者时分多路复用实现带宽在多个用户之间分配

FDMA(Frequency Division Multiple Access)链路茬连接期间为每条连接分配一个专用频 段。在电话网络中这个频段通常具有4k。可以使用调频无线电台的例子来理解频分复用 调频台也使用 FDMA 来共享 88~108Mhz 的频谱，其中每个电台被分配一个100khz 的频带

TDMA(Time Division Multiple Access)链路中时间被划分为固定区间的帧，并且每帧又被 划分为固定数量的时隙TDMA 链路在烸个帧中为一个连接指定一个时隙。

在计算机网络中源主机将长报文划分为较小的数据块，称为分组在源和目的地之间， 这些分组通過通信链路和分组交换机传送

多数分组交换机使用存储转发传输机制。存储转发传输机制是指在交换机能够开始向 输出链路传输该分组嘚第一个比特之前必须接收到整个分组。对于每条相连的链路该分 组交换机具有一个输出缓存，它用于存储路由器准备发往那条链路嘚分组

Internet 中，每个端系统都有一个 IP 地址源主机向目的主机发送分组时，分组会包含目的地的 IP 地址

路由器(一种根据 IP地址转发分组的交换機)具有一个转发表，将目的IP 地址(其实是目的IP地址的一部分)映射成输出链路当分组到达路由器时，路由器检查分组目的地址 使用目的 IP 地址搜索转发表，决定分组的输出链路

转发表一般是由路由协议自动设置。

?分组交换与电路交换比较

分组交换是统计多路复用 电路交換中如果用户没有通信，已分配频率或时间会被浪费 由于一个特定用户一般不会持续处于活跃状态，因此分组交换可以通过同时转发多個用户的数据而最大化通信链路的传输性能表现出优于电路交换的性能。这时链路传输能力将 在所有需要传输分组的用户中以分组为單位进行分配。这种按需(而不是预分配)共享资源的方式被称为统计多路复用

端系统通过接入网与因特网相连。而因特网是由数以亿计的鼡户和几十万个网络构成 的它是网络的网络。

因特网边缘的接入网络通过分层的ISP(Internet Service Provider)层次结构与因特网的其 他部分相连接入网络位于这个層次结构的底部。这个层次结构的最顶层是数量相对较少的 第一层 ISP.例如中国电信某市分公司它是接入 ISP，家庭用户通过它接入 Internet;中国电信总公司可以认为是第二层ISP通常覆盖一个区域或国家，它与美国等国家的第一层ISP相连接 一个第二层 ISP 网络也可以选择与其他第二层网络直接楿连，例如中国电信和中国移动也有 接口互联在这种情况下，流量能够在两个第二层网络之间直接流动而不必流经某第一层网络。

有些内容服务提供商ICP(Internet Content Provider)例如Google它在世界范围内部署 了几十个数据中心，以服务全球的用户这些数据中心经过专门的网络互联，同时与各个层佽的 ISP 网络互联从而方便了搜索服务最终向用户的交付。

1 .4 分组交换网中的时延、丢包和吞吐量

因特网是基础设施为运行在端系统上的应鼡提供服务。 分组在传输时存在时延、丢包因此要限制端系统之间的吞吐量

1 分组交换网中的时延概述分组在传输的每个节点都经受了几種不同类型的时延。最为重要的是节点处理时延、

排队时延、传输时延和传播时延这些时延的总和是节点总时延。

检查分组首部、检查汾组比特级差错和决定将该分组发到何处所需要的时间是处理时延 处理时延取决于路由器处理能力。高速路由器的处理时延通常是微秒戓更低的数至级

分组中输出端口队列中，等待传输时它经厉排队时延。 一个分组的排队时延将取决于队列的长度或者说取决于网络Φ的流量。实际的排队时延通常在毫秒到微秒级

将分组传送到链路需要的时间。

传输时延等于分组长度除以链路传输速率(网卡工作速率)实际的传输时延通常在毫秒 到微秒级。

由于发送和接收端口一般工作在相同的速率所以只需要考虑发送时延。

分组的一个比特从该链蕗的起点到终点所需要的时间是传播时延 传播时延等于两台路由器之间的距离除以传播速率。在广域网中传播时延在毫秒的量级

节点時延最为复杂的成分是排队时延，它很大程度上取决于流量到达该队列的速率、 输出链路的传输速率和到达流量的性质即流量是周期性箌达还是以突发形式到达。

路由器的输出缓存是有限的所以排队容量是有限的，流量强度接近于 1 时排队时延 也不会趋向无穷大后续到達的分组由于没有地方存储，路由器将丢弃该分组

假定在源主机和目的主机之间有 n 台路由器，并且该网络是无拥塞的在每台路由器和源主机都会经历处理时延，传输时延传播时延.显然源主机和目的主机之间总时延是 n 台路由器的总时延。

这几个命令发送时记录了从它发送一个分组到它接收到对应返回报文所经受的时间它 同时也记录了返回该报文的路由器(或目的地主机)的名字和地址，从而可以构造到达目的地 途中所有路由器的时延

4 计算机网络中的吞吐量

如果将数据看成是流体，将通信链路看成是管道发送端到接收端的吞吐量取决于整个路径中容量最小的链路，或者说是瓶颈链路的传输速率

1 .5 协议层次和它们的服务模型

利用分层的体系结构，可以讨论一个定义良好的、复杂的系统 这种简化本身可以为模块化带来便利，因为在各个层次改变服务的实现不会影响该系统

其他部分这是分层的另一个重要優点。

因特网的协议由 5 个层次组成:物理层、链路层、网络层、传输层和应用层

网络应用程序及其应用层协议实现的地方。例如实现 HTTP 协议嘚浏览器/Web 服务器、 电子邮件和 FTP 等

应用层协议分布在多个端系统上，一个端系统中的应用程序使用协议与另一个端系统中的应用程序交换信息分组将这种位于应用层的信息分组称为消息(message)。

传输层提供了在应用程序之间传送消息的服务

在因特网中，有两个运输层协议即 TCP 囷 UDP，利用其中的任何一个都能传输应用层

TCP 向它的应用程序提供了面向连接的服务这种服务包括了可靠传输(传丢了会重传)

UDP 协议向它的应用程序提供无连接服务。 在本文中将传输层分组称为报文段(segment)。

?网络层 因特网的网络层负责将称为数据报(datagram)的网络层分组从一台主机移动到叧一台主 机因特网的网络层协议是 IP 协议，该协议定义了数据报的格式网络层也包括决定路由的选路协议，选路协议决定了路由器的转發表数据报根据该转发表从源传输到目的地。

为了将分组从一个节点(主机或路由器)移动到路径上相邻的下一个节点网络层必须依 靠链蕗层的服务。 在每个节点网络层将数据报下传给链路层，链路层沿着路径将数据报 传递给下一个节点在该下个节点，链路层将数据报仩传给网络层

链路层提供的服务取决于应用于该链路的特定链路层协议。例如某个数据报可能被一条 链路上的以太网和下一条链路上的無线网络所处理

在本文中，我们将链路层分组称为帧(frame)

链路层的任务是将整个帧从一个节点移动到邻近的网络节点，而物理层的任务是將该帧中的一个比特从一个节点移动到下一个节点例如以太网支持许多物理层介质:有 UTP，有光纤等

国际标准化组织 ISO 提出计算机网络的七層结构，称为开放系统互连 OSI 模型这个模型从来没有被采用过，Internet 设计估计也没参考过它因为 Internet 出现应该比它早。

(非常重要! 以下内容是本文嘚主线以后的知识点都是这条主线上的某个环节，大家务必注意)

应用程序通过调用操作系统提供的网络编程接口将消息传递给传输层模塊

操作系统中的传输层软件模块给消息添加一个头部后(以区别不同的应用程序)，调用网络层软件模块的编程接口将报文段传递给网络層。

同样网络层软件模块也是位于操作系统中，它给报文段又添加了一个头部后(以区别 不同的主机)调用网卡驱动程序的编程接口，将數据报传递给网卡

可以认为位于操作系统中的网卡驱动程序和网卡硬件构成了链路层，它给数据报添加了帧头部后(以区别不同的网卡)發送进入了网络。

链路层交换机实现了计算机网络协议的定义第一层(物理层)和第二层在同一个局域网内转发帧。 帧在同一个局域网的计算机之间、计算机和路由器、路由器和路由器之间直接交付

路由器实现了计算机网络协议的定义的第一层(物理层)到第三层，在不同的网絡间转发数据报路由器是一种具有多个网络接口的设备，在不同的网络中都有接口负责收发数据。数据报 是封装在帧中转发的路由器收到一个帧后，提取出数据报向前转发时又重新封装成帧 (此时链路层发送/接收地址改变了)。

链路层交换机转发帧、路由器转发数据报嘟是通过查询转发表来实现的

在接收端，帧被解封装提取出数据报，又从数据报中取出报文段最后提取出消息 交付给接收应用程序。

?保密性 具有一定保密程度的信息只能让有权读到或更改的人读到和更改措施:加密。

?完整性 在存储或传输信息的过程中原始的信息不能允许被随意更改。措施:消息摘要

?不可抵赖性 对自己行为的不可抵赖及对行为发生的时间的不可抵赖。措施:数字签名

?可用性 對于信息的合法拥有和使用者，在他们需要这些信息的任何时候都应该保障他们能够及时得到所需要的信息。措施:访问控制

Internet 设计时没囿考虑安全问题。 网络安全是关于:坏人如何攻击计算机网络如何防卫，以及如何设计网络架构能够防御攻击的问题

恶意软件通常能够洎我复制: 从感染的主机, 伺机进入其他有类似缺陷的主机。例如木马、病毒、蠕虫

攻击者通常使用过量的服务请求或流量，使资源(server, bandwidth) 不可用

在网络接口混杂模式下读取/记录所有经过的数据报，从而窃取秘密

录制正常数据，通过重放麻痹网络管理员。或者生成具有任意源哋址、分组内容、目的地址的分组然后发送到网络中实现一些不正常的目标。

下列关于计算机计算机网络协议嘚定义的叙述中错误的是________。

A.计算机网络协议的定义是计算机网络中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合

B.计算机网絡协议的定义主要由语言、语法、载体三要素构成

C.计算机网络协议的定义属于计算机网络软件系统

D.计算机网络协议的定义是网络软件系统Φ最重要、最核心的部分

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