快问快答，计算机网络面试夺命20问

Posted 2021-09-05 程序员大咖

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作者丨雷小帅

来源丨爱笑的架构师（ID：DancingOnYourCode）

在面试中计算机网络是面试官最喜欢考察的内容之一，下面这夺命 20 问一定要掌握哟！

网络分层

1、说说OSI 七层、TCP/IP 四层的关系和区别？

OSI 七层从下往上依次是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。一张图给你整明白：

(图片来源于网络)

TCP/IP 四层从下往上依次是：网络接口层、网络层、传输层、应用层。与 OSI 七层的映射关系如下：

特点：

• 层与层之间相互独立又相互依靠

• 上层依赖于下层，下层为上层提供服务

敲黑板：TCP/IP 四层是 OSI 七层的简化版，已经成为实事国际标准。

TCP/IP

2、说说TCP 与 UDP 的区别？

先上一张对比图：

总结

• TCP 向上层提供面向连接的可靠服务 ，UDP 向上层提供无连接不可靠服务。

• UDP 没有 TCP 传输可靠，但是可以在实时性要求搞的地方有所作为。

• 对数据准确性要求高，速度可以相对较慢的，可以选用TCP。

3、TCP 是如何实现数据的可靠性？

一句话：通过校验和、序列号、确认应答、超时重传、连接管理、流量控制、拥塞控制等机制来保证可靠性。

（1）校验和

在数据传输过程中，将发送的数据段都当做一个16位的整数，将这些整数加起来，并且前面的进位不能丢弃，补在最后，然后取反，得到校验和。

发送方：在发送数据之前计算校验和，并进行校验和的填充。接收方：收到数据后，对数据以同样的方式进行计算，求出校验和，与发送方进行比较。

（2）序列号

TCP 传输时将每个字节的数据都进行了编号，这就是序列号。序列号的作用不仅仅是应答作用，有了序列号能够将接收到的数据根据序列号进行排序，并且去掉重复的数据。

（3）确认应答

TCP 传输过程中，每次接收方接收到数据后，都会对传输方进行确认应答，也就是发送 ACK 报文，这个 ACK 报文中带有对应的确认序列号，告诉发送方，接收了哪些数据，下一次数据从哪里传。

（4）超时重传

在进行 TCP 传输时，由于存在确认应答与序列号机制，也就是说发送方发送一部分数据后，都会等待接收方发送的 ACK 报文，并解析 ACK 报文，判断数据是否传输成功。如果发送方发送完数据后，迟迟都没有接收到接收方传来的 ACK 报文，那么就对刚刚发送的数据进行重发。

（5）连接管理

就是指三次握手、四次挥手的过程。

（6）流量控制

如果发送方的发送速度太快，会导致接收方的接收缓冲区填充满了，这时候继续传输数据，就会造成大量丢包，进而引起丢包重传等等一系列问题。TCP 支持根据接收端的处理能力来决定发送端的发送速度，这就是流量控制机制。

具体实现方式：接收端将自己的接收缓冲区大小放入 TCP 首部的『窗口大小』字段中，通过 ACK 通知发送端。

（7）拥塞控制

TCP 传输过程中一开始就发送大量数据，如果当时网络非常拥堵，可能会造成拥堵加剧。所以 TCP 引入了慢启动机制，在开始发送数据的时候，先发少量的数据探探路。

4、说说 TCP 协议如何提高传输效率？

一句话：TCP 协议提高效率的方式有滑动窗口、快重传、延迟应答、捎带应答等。

（1）滑动窗口

如果每一个发送的数据段，都要收到 ACK 应答之后再发送下一个数据段，这样的话我们效率很低，大部分时间都用在了等待 ACK 应答上了。

为了提高效率我们可以一次发送多条数据，这样就能使等待时间大大减少，从而提高性能。窗口大小指的是无需等待确认应答而可以继续发送数据的最大值。

（2）快重传

快重传也叫高速重发控制。

那么如果出现了丢包，需要进行重传。一般分为两种情况：

情况一：数据包已经抵达，ACK被丢了。这种情况下，部分ACK丢了并不影响，因为可以通过后续的ACK进行确认；

情况二：数据包直接丢了。发送端会连续收到多个相同的 ACK 确认，发送端立即将对应丢失的数据重传。

（3）延迟应答

如果接收数据的主机立刻返回ACK应答，这时候返回的窗口大小可能比较小。

• 假设接收端缓冲区为1M，一次收到了512K的数据；如果立刻应答，返回的窗口就是512K；

• 但实际上可能处理端处理速度很快，10ms之内就把512K的数据从缓存区消费掉了；

• 在这种情况下，接收端处理还远没有达到自己的极限，即使窗口再放大一些，也能处理过来；

• 如果接收端稍微等一会在应答，比如等待200ms再应答，那么这个时候返回的窗口大小就是1M；

窗口越大，网络吞吐量就越大，传输效率就越高；我们的目标是在保证网络不拥塞的情况下尽量提高传输效率。

（4）捎带应答

在延迟应答的基础上，很多情况下，客户端服务器在应用层也是一发一收的。这时候常常采用捎带应答的方式来提高效率，而ACK响应常常伴随着数据报文共同传输。如：三次握手。

5、你知道 TCP 如何处理拥塞吗？

网络拥塞现象是指到达通信网络中某一部分的分组数量过多，使得该部分网络来不及处理，以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象，严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿，即出现死锁现象。拥塞控制是处理网络拥塞现象的一种机制。

拥塞控制的四个阶段:

• 慢启动

• 拥塞避免

• 快速重传

• 快速恢复

6、讲一下三次握手和四次挥手全过程

三次握手的过程给面试官甩一张图：

四次挥手的过程再给面试官甩一张图：

7、为什么 TCP 链接需要三次握手，两次不可以么，为什么？

• 两次握手只能保证单向连接是畅通的

第一步，客户端给服务端发送一条消息：你好，服务端。第二步，服务端收到消息，同时给客户端回复一条消息：收到！你好客户端。

这样的两次握手过程， 客户端给服务端打招呼，服务端收到了，说明客户端可以正常给服务端发送数据。但是服务端给客户端打招呼，服务端没有收到反馈，也就不能确保服务端是否能正常给客户端发送消息。

• 只有经过第三次握手，才能确保双向都可以接收到对方的发送的数据 第三步，客户端收到服务端发送的消息，回复：收到！这样就证明了客户端能正常收到服务端的消息。

8、IP地址是怎样分类的，你知道吗？

先说一下 IP 的基本特点：

• IP地址由四段组成，每个字段是一个字节，8位，最大值是255。

• IP地址由两部分组成，即网络地址和主机地址。网络地址表示其属于互联网的哪一个网络，主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。

IP 地址主要分为A、B、C三类及特殊地址D、E这五类，甩一张图：

A类：(1.0.0.0-126.0.0.0)一般用于大型网络。

B类：(128.0.0.0-191.255.0.0)一般用于中等规模网络。

C类：(192.0.0.0-223.255.255.0)一般用于小型网络。

D类：是多播地址，地址的网络号取值于224~239之间，一般用于多路广播用户。

E类：是保留地址。地址的网络号取值于240~255之间。

HTTP协议

9、讲一下 http1.1 和 http2 有什么区别？

HTTP1.1

• 持久连接

• 请求管道化

• 增加缓存处理（新的字段如cache-control）

• 增加 Host 字段、支持断点传输等

HTTP2.0

• 二进制分帧

• 多路复用（或连接共享）

• 头部压缩

• 服务器推送

10、说说 HTTP 和HTTPS 的区别？

（1）HTTPS 协议需要到 CA 申请证书，一般免费证书较少，因而需要一定费用。（2）HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输，HTTPS 则是具有安全性的 SSL 加密传输协议。（3）HTTP 和 HTTPS 使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。（4）HTTP 的连接很简单，是无状态的；HTTPS 协议是由 SSL+HTTP 协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，比 HTTP 协议安全。

11、你知道对称加密和非对称加密的区别和原理吗？

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，它比较慢，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。

12、常见的状态码有哪些?

1×× : 请求处理中，请求已被接受，正在处理

2×× : 请求成功，请求被成功处理 200 OK

3×× : 重定向，要完成请求必须进行进一步处理 301 : 永久性转移 302 ：暂时性转移 304 ：已缓存

4×× : 客户端错误，请求不合法 400：Bad Request,请求有语法问题 403：拒绝请求 404：客户端所访问的页面不存在

5×× : 服务器端错误，服务器不能处理合法请求 500 ：服务器内部错误 503 ：服务不可用，稍等

13、http中常见的header字段有哪些？

cookie，请求时传递给服务端的cookie信息 set-cookie，响应报文首部设置要传递给客户端的cookie信息 allow，支持什么HTTP方法 last-modified，资源的最后修改时间 expires,设置资源缓存的失败日期 content-language，实体的资源语言 content-encoding，实体的编码格式 content-length，实体主体部分的大小单位是字节 content-range，返回的实体的哪些范围 content-type，哪些类型 accept-ranges，处理的范围请求 age，告诉客户端服务器在多久前创建了响应 vary，代理服务器的缓存信息 location，用于指定重定向后的URI If-Match，值是资源的唯一标识 User-Agent，将创建请求的浏览器和用户代理名称等信息传递给服务器 Transfer-Encoding，传输报文的主体编码方式 connection，管理持久连接，keep-alive , close Cache-Control，控制浏览器的强缓存

14、Get与POST的区别

（1）GET 一般用来从服务器上获取资源，POST 一般用来创建资源；

（2）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。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；

（3）从请求参数形式上看，GET 请求的数据会附在URL之后；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。

（4）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 POST 请求参数则被包装到请求体中，相对更安全。

（5）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。

15、DNS 的寻址过程你知道吗？

（1）在浏览器中输入www.baidu.com域名，操作系统会先检查自己本地的 hosts 文件是否有这个网址映射关系，如果有就先调用这个IP地址映射，完成域名解析。

（2）如果 hosts 里没有这个域名的映射，则查找本地 DNS 解析器缓存，是否有这个网址映射关系，如果有直接返回，完成域名解析。

（3）如果 hosts 与本地 DNS 解析器缓存都没有相应的网址映射关系，首先会找 TCP/IP 参数中设置的首选 DNS 服务器，在此我们叫它本地 DNS 服务器，此服务器收到查询时，如果要查询的域名，包含在本地配置区域资源中，则返回解析结果给客户机，完成域名解析，此解析具有权威性。

（4）如果要查询的域名，不由本地 DNS 服务器区域解析，但该服务器已缓存了此网址映射关系，则调用这个 IP 地址映射，完成域名解析，此解析不具有权威性。

（5）如果本地 DNS 服务器本地区域文件与缓存解析都失效，则根据本地 DNS 服务器的设置（是否设置转发器）进行查询，如果未用转发模式，本地 DNS 就把请求发至13台根 DNS ，根 DNS 服务器收到请求后会判断这个域名(.com)是谁来授权管理，并会返回一个负责该顶级域名服务器的一个IP。本地 DNS 服务器收到IP信息后，将会联系负责 .com 域的这台服务器。这台负责 .com 域的服务器收到请求后，如果自己无法解析，它就会找一个管理.com域的下一级DNS服务器地址(baidu.com)给本地 DNS 服务器。当本地 DNS 服务器收到这个地址后，就会找 baidu.com 域服务器，重复上面的动作，进行查询，直至找到 www.baidu.com 主机。

（6）如果用的是转发模式，此 DNS 服务器就会把请求转发至上一级 DNS 服务器，由上一级服务器进行解析，上一级服务器如果不能解析，或找根 DNS 或把转请求转至上上级，以此循环。不管是本地 DNS 服务器用是是转发，还是根提示，最后都是把结果返回给本地 DNS 服务器，由此 DNS 服务器再返回给客户机。

16、在浏览器中输入一个www.baidu.com后执行的全部过程？

总体流程

域名解析 -> 建立TCP连接（三次握手）-> 发起http请求 -> 服务器响应http请求，浏览器得到html代码 -> 浏览器解析html代码，并请求html代码中的资源（如 js、css、图片等）-> 浏览器对页面进行渲染呈献给用户。

17、Session、Cookie 的区别

• session 在服务器端，cookie 在客户端（浏览器）

• session 默认被存储在服务器的一个文件里（不是内存）

• session 的运行依赖 session id，而 session id 是存在 cookie 中的，也就是说，如果浏览器禁用了 cookie ，同时 session 也会失效（但是可以通过其它方式实现，比如在 url 中传递 session_id）

• session 可以放在 文件、数据库、或内存中都可以。

• 用户验证这种场合一般会用 session

18、有哪些 web 性能优化技术?

• DNS查询优化

• 客户端缓存

• 优化TCP连接

• 避免重定向

• 网络边缘的缓存

• 条件缓存

• 压缩和代码极简化

• 图片优化

网络安全

19、什么是 XSS 攻击？

XSS 即（Cross Site Scripting）中文名称为：跨站脚本攻击。XSS的重点不在于跨站点，而在于脚本的执行。

XSS的原理是：

恶意攻击者在web页面中会插入一些恶意的script代码。当用户浏览该页面的时候，那么嵌入到web页面中script代码会执行，因此会达到恶意攻击用户的目的。

XSS攻击最主要有如下分类：反射型、存储型、及 DOM-based型。反射性和DOM-baseed型可以归类为非持久性XSS攻击。存储型可以归类为持久性XSS攻击。

20、什么是跨站攻击CSRF？

CSRF（Cross Site Request Forgery，跨站域请求伪造）是一种网络的攻击方式，它在 2007 年曾被列为互联网 20 大安全隐患之一，也被称为『One Click Attack』或者 『Session Riding』，通常缩写为CSRF或者XSRF，是一种对网站的恶意利用。

听起来像跨站脚本（XSS），但它与XSS非常不同，并且攻击方式几乎相左。

XSS利用站点内的信任用户，而CSRF则通过伪装来自受信任用户的请求来利用受信任的网站。与XSS攻击相比，CSRF攻击往往不大流行（因此对其进行防范的资源也相当稀少）和难以防范，所以被认为比XSS更具危险性。

-End-

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