校招准备之计算机网络

Posted by jjx on July 30, 2016

1、OSI与TCP/IP各层的结构与功能,都有哪些协议
OSI七层模型
OSI中的层 功能 TCP/IP协议族
应用层 文件传输,电子邮件,文件服务,虚拟终端 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet
表示层 数据格式化,代码转换,数据加密 没有协议
会话层 解除或建立与别的接点的联系 没有协议
传输层 提供端对端的接口 TCP,UDP
网络层 为数据包选择路由 IP,ICMP,RIP,OSPF,BGP,IGMP
数据链路层 传输有地址的帧以及错误检测功能 SLIP,CSLIP,PPP,ARP,RARP,MTU
物理层 以二进制数据形式在物理媒体上传输数据 ISO2110,IEEE802,IEEE802.2
(2)TCP/IP五层模型的协议
应用层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

2、TCP与UDP的区别
1.基于连接与无连接;
2.对系统资源的要求(TCP较多,UDP少);
3.UDP程序结构较简单;
4.流模式与数据报模式 ;
5.TCP保证数据正确性,UDP可能丢包,TCP保证数据顺序,UDP不保证。

参考:http://www.cnblogs.com/bizhu/archive/2012/05/12/2497493.html

3、TCP报文结构
TCP的包头结构:
源端口 16位
目标端口 16位
序列号 32位
回应序号 32位
TCP头长度 4位
reserved 6位
控制代码 6位
窗口大小 16位
偏移量 16位
校验和 16位
选项 32位(可选)
这样我们得出了TCP包头的最小长度,为20字节

4、TCP的三次握手与四次挥手过程,各个状态名称与含义,TIMEWAIT的作用
TCP三次握手过程
1 主机A通过向主机B 发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B ,向主机B 请求建立连接,通过这个数据段, 主机A告诉主机B 两件事:我想要和你通信;你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我.
2 主机B 收到主机A的请求后,用一个带有确认应答(ACK)和同步序列号(SYN)标志位的数据段响应主机A,也告诉主机A两件事: 我已经收到你的请求了,你可以传输数据了;你要用哪佧序列号作为起始数据段来回应我
3 主机A收到这个数据段后,再发送一个确认应答,确认已收到主机B 的数据段:”我已收到回复,我现在要开始传输实际数据了 这样3次握手就完成了,主机A和主机B 就可以传输数据了.
3次握手的特点
没有应用层的数据
SYN这个标志位只有在TCP建产连接时才会被置1
握手完成后SYN标志位被置0

TCP建立连接要进行3次握手,而断开连接要进行4次

1 当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1,提出停止TCP连接的请求
2 主机B收到FIN后对其作出响应,确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1
3 由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1
4 主机A对主机B的请求进行确认,将ACK置1,双方向的关闭结束.

由TCP的三次握手和四次断开可以看出,TCP使用面向连接的通信方式,大大提高了数据通信的可靠性,使发送数据端 和接收端在数据正式传输前就有了交互,为数据正式传输打下了可靠的基础

名词解释
ACK TCP报头的控制位之一,对数据进行确认.确认由目的端发出,用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段 都收到了.比如,确认号为X,则表示前X-1个数据段都收到了,只有当ACK=1时,确认号才有效,当ACK=0时,确认号无效,这时会要求重传数据,保证数据的完整性.
SYN 同步序列号,TCP建立连接时将这个位置1
FIN 发送端完成发送任务位,当TCP完成数据传输需要断开时,提出断开连接的一方将这位置1

客户端与服务器端建立TCP/IP连接后关闭SOCKET后,服务器端连接的端口 状态为TIME_WAIT

是不是所有执行主动关闭的socket都会进入TIME_WAIT状态呢?
有没有什么情况使主动关闭的socket直接进入CLOSED状态呢?

主动关闭的一方在发送最后一个ack 后
就会进入TIME_WAIT 状态 停留2MSL(max segment lifetime)时间

这个是TCP/IP必不可少的,也就是“解决”不了的。
也就是TCP/IP设计者本来是这么设计的

主要有两个原因 1。防止上一次连接中的包,迷路后重新出现,影响新连接
(经过2MSL,上一次连接中所有的重复包都会消失)

2。可靠的关闭TCP连接
在主动关闭方发送的最后一个ack(fin) ,有可能丢失,这时被动方会重新发
fin, 如果这时主动方处于CLOSED 状态 ,就会响应rst 而不是ack。所以 主动方要处于TIME_WAIT 状态,而不能是CLOSED 。 TIME_WAIT 并不会占用很大资源的,除非受到攻击。 还有,如果一方send 或recv 超时,就会直接进入CLOSED 状态

5、TCP拥塞控制 
            1、慢开始与拥塞避免        2、快重传和快恢复          3、随机早期检测RED        

–慢开始和拥塞避免

发送报文段速率的确定,既要根据接收端的接收能力,又要从全局考虑不要使网络发生拥塞,这由接收窗口和拥塞窗口两个状态量确定。接收端窗口(Reciver Window)又称通知窗口(Advertised Window),是接收端根据目前的接收缓存大小所许诺的最新窗口值,是来自接收端的流量控制。拥塞窗口cwnd(Congestion Window)是发送端根据自己估计的网络拥塞程度而设置的窗口值,是来自发送端的流量控制。

慢启动原理:

1)当主机开始发送数据时,如果立即将较大的发送窗口的全部数据字节都注入到网络中,那么由于不清楚网络的情况,有可能引其网络拥塞

2)比较好的方法是试探一下,即从小到达逐渐增大发送端的拥塞控制窗口数值

3)通常在刚刚开始发送报文段时可先将拥塞窗口cwnd设置为一个最大报文段的MSS的数值。在每收到一个对新报文段确认后,将拥塞窗口增加至多一个MSS的数值,当rwind足够大的时候,为了防止拥塞窗口cwind的增长引起网络拥塞,还需要另外一个变量—慢开始门限ssthresh

拥塞控制具体过程为:

1)TCP连接初始化,将拥塞窗口设置为1

2)执行慢开始算法,cwind按指数规律增长,知道cwind == ssthress开始执行拥塞避免算法,cwnd按线性规律增长

3)当网络发生拥塞,把ssthresh值更新为拥塞前ssthresh值的一半,cwnd重新设置为1,按照步骤(2)执行。

–快重传和快恢复

一条TCP连接有时会因等待重传计时器的超时而空闲较长的时间,慢开始和拥塞避免无法很好的解决这类问题,因此提出了快重传和快恢复的拥塞控制方法。

快重传算法并非取消了重传机制,只是在某些情况下更早的重传丢失的报文段(如果当发送端接收到三个重复的确认ACK时,则断定分组丢失,立即重传丢失的报文段,而不必等待重传计时器超时)。慢开始算法只是在TCP建立时才使用

快恢复算法有以下两个要点:

1)当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法,把慢开始门限减半,这是为了预防网络发生拥塞。

2)由于发送方现在认为网络很可能没有发生拥塞,因此现在不执行慢开始算法,而是把cwnd值设置为慢开始门限减半后的值,然后开始执行拥塞避免算法,是拥塞窗口的线性增大。

6、TCP滑动窗口与回退N针协议
只有在接收窗口向前滑动时(与此同时也发送了确认),发送窗口才有可能向前滑动。
收发两端的窗口按照以上规律不断地向前滑动,因此这种协议又称为滑动窗口协议。
当发送窗口和接收窗口的大小都等于 1时,就是停止等待协议。
当发送窗口大于1,接收窗口等于1时,就是回退N步协议。
当发送窗口和接收窗口的大小均大于1时,就是选择重发协议。
协议中规定,对于窗口内未经确认的分组需要重传。这种分组的数量最多可以等于发送窗口的大小,即滑动窗口的大小n减去1(因为发送窗口不可能大于(n-1),起码接收窗口要大于等于1)

7、Http的报文结构
HTTP请求报文由3部分组成(请求行+请求头+请求体):

8、Http的状态码含义
响应码由三位十进制数字组成,它们出现在由HTTP服务器发送的响应的第一行。

响应码分五种类型,由它们的第一位数字表示:
1.1xx:信息,请求收到,继续处理
2.2xx:成功,行为被成功地接受、理解和采纳
3.3xx:重定向,为了完成请求,必须进一步执行的动作
4.4xx:客户端错误,请求包含语法错误或者请求无法实现
5.5xx:服务器错误,服务器不能实现一种明显无效的请求

9、Http1.1和Http1.0的区别
区别: 1,HTTP/1.0协议使用非持久连接,即在非持久连接下,一个tcp连接只传输一个Web对象,;
2,HTTP/1.1默认使用持久连接(然而,HTTP/1.1协议的客户机和服务器可以配置成使用非持久连接)。

在持久连接下,不必为每个Web对象的传送建立一个新的连接,一个连接中可以传输多个对象!

10、电脑上访问一个网页,整个过程是怎么样的            1.连接 当我们输入这样一个请求时,首先要建立一个socket连接,因为socket是通过ip和端口建立的,所以之前还有一个DNS解析过程,把http://www.mytest.com/变成ip,如果url里不包含端口号,则会使用该协议的默认端口号。 DNS的过程是这样的:首先我们知道我们本地的机器上在配置网络时都会填写DNS,这样本机就会把这个url发给这个配置的DNS服务器,如果能够找到相应的url则返回其ip,否则该DNS将继续将该解析请求发送给上级DNS,整个DNS可以看做是一个树状结构,该请求将一直发送到根直到得到结果。现在已经拥有了目标ip和端口号,这样我们就可以打开socket连接了。

2.请求 连接成功建立后,开始向web服务器发送请求,这个请求一般是GET或POST命令(POST用于FORM参数的传递)。GET命令的格式为:  GET 路径/文件名 HTTP/1.0
文件名指出所访问的文件,HTTP/1.0指出Web浏览器使用的HTTP版本。现在可以发送GET命令:
GET /mytest/index.html HTTP/1.0,

3.应答 web服务器收到这个请求,进行处理。从它的文档空间中搜索子目录mytest的文件index.html。如果找到该文件,Web服务器把该文件内容传送给相应的Web浏览器。

为了告知浏览器,,Web服务器首先传送一些HTTP头信息,然后传送具体内容(即HTTP体信息),HTTP头信息和HTTP体信息之间用一个空行分开。

常用的HTTP头信息有:
  ① HTTP 1.0 200 OK  这是Web服务器应答的第一行,列出服务器正在运行的HTTP版本号和应答代码。代码”200 OK”表示请求完成。
  ② MIME_Version:1.0 它指示MIME类型的版本。
  ③ content_type:类型 这个头信息非常重要,它指示HTTP体信息的MIME类型。如:content_type:text/html指示传送的数据是HTML文档。
  ④ content_length:长度值 它指示HTTP体信息的长度(字节)。

4.关闭连接:当应答结束后,Web浏览器与Web服务器必须断开,以保证其它Web浏览器能够与Web服务器建立连接。

11、Ping的整个过程。ICMP报文是什么
在了解ping命令之前,我们首先需要了解一下ICMP协议,即:网络控制消息协议(Internet Control Message Protocol)。

ICMP是TCP/IP协议族的一个子协议,工作在网络互联层(网络层)。ICMP协议是一种面向无连接的协议,用于传输出错报告控制信息。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据,但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

参考:ping某个域名的详细过程 - 渴望,就奋力追寻… - 博客频道 - CSDN.NET

ping某个域名的整个过程

ICMP的一个重要应用就是分组网间探测PING(Packe InterNet Groper),用来测试主机之间的连通性。PING使用了ICMP回送请求与回送回答报文。PING是应用层直接使用网络层ICMP的一个例子,没有经过传输层的TCP或UDP。

12、IP地址分类
最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型,A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址。

1. A类IP地址

一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”, 地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个,每个网络能容纳1亿多个主机。

2. B类IP地址

一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”,地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个,每个网络能容纳6万多个主机 。

3. C类IP地址

一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个,每个网络能容纳254个主机。

4. D类地址用于多点广播(Multicast)。

D类IP地址第一个字节以“lll0”开始,它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。

5. E类IP地址

以“llll0”开始,为将来使用保留。

全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。

在IP地址3种主要类型里,各保留了3个区域作为私有地址,其地址范围如下:

A类地址:10.0.0.0~10.255.255.255

B类地址:172.16.0.0~172.31.255.255

C类地址:192.168.0.0~192.168.255.255

A类地址的第一组数字为1~126。注意,数字0和 127不作为A类地址,数字127保留给内部回送函数,而数字0则表示该地址是本地宿主机,不能传送。

B类地址的第一组数字为128~191。

C类地址的第一组数字为192~223。

13、路由器和交换机的区别
路由器和交换机,二者区别如下:
1,路由器工作于OSI模型的网络层,能够识别IP地址,并根据IP地址转发数据包,并维护着路由表,能够基于路由表进行最佳路线选择;
2,路由器上还能开启ACL访问控制列表、NAT地址转换等功能,扩展网络应用,;
3,传统交换机工作于OSI模型的数据链路层,能够识别MAC地址,根据MAC地址转发数据帧,并维护着一张桥表,根据桥表上MAC地址和端口的对应关系进行数据帧转发。
4,交换机能够隔离冲突域,并划分VLAN。

12、为什么需要3次握手与4次握手

在谢希仁著《计算机网络》第四版中讲“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,因而产生错误”。在另一部经典的《计算机网络》一书中讲“三次握手”的目的是为了解决“网络中存在延迟的重复分组”的问题。这两种不用的表述其实阐明的是同一个问题。

为什么需要“四次挥手”
那可能有人会有疑问,在tcp连接握手时为何ACK是和SYN一起发送,这里ACK却没有和FIN一起发送呢。原因是因为tcp是全双工模式,接收到FIN时意味将没有数据再发来,但是还是可以继续发送数据。

参考TCP为什么需要3次握手与4次挥手 - 上善若水,水善利万物而不争。 - 博客频道 - CSDN.NET