网络知识点

Posted 2022-12-15 海鲜小王子

网络

1. HTTP 和 TCP 有什么关系
   HTTP是应用层的协议，TCP是传输层的协议，HTTP协议是基于TCP协议的。

2. TCP 的三次握手过程
   SYN后面的数字属于“序号”，该“序号”是初始序列号(ISN)，是随机产生的。ACK后面的数字属于“确认序号”，这两个序号都在TCP的头部，都是32bit长度。
   

   
   
   

3. TCP发起握手时，初始序列号(ISN)为什么要随机？
   客户端和服务器的“序号”往往是不一样的，这个“序号”可以看做32bit计数器，随时间增加而增加，这样子主要为什么防止安全问题，如IP欺骗攻击。
   IP欺骗攻击具体步骤：
   1. A和B正常通信，此时，攻击者X希望攻击B
   2. X先让A瘫痪，可使用DdoS拒绝服务攻击
   3. 由于B信任A却不信任X，X需以A的名义发送一个TCP握手请求SYN x
   4. B回复TCP握手请求，由于是X以A的名义发起请求，这个响应就应该发送给A
   5. X此时要做的事情就是使用某种方法推测出y，这个y是B的初始序列号，X以A的名义发送ACK y+1
   6. TCP三次握手过程顺利通过，B以为自己和A建立了连接，但其实A已经瘫痪，发送不了信息，所有发往B的信息都是X冒充A发的。此时X就可以对B发起攻击，如取得管理权限。
   
   
   

4. TCP 和 UDP 的区别
   总的来说，TCP是面向连接且可靠的，UDP是不面向连接且不保证可靠的。

   • TCP在通信前要经过三次握手，UDP则不需要（参考第2题）
   • TCP有超时重传机制，保证每个包可以被收到（参考第6题）
   • TCP有确认序号机制，保证把收到的乱序包整理成顺序的包（参考第6题）
   • TCP有流量控制机制，防止大量发包导致丢包率上升、网络变差

5. 包为什么会乱序
   因为TCP包有最大字节限制，由MSS控制；IP包也有最大限制，由MTU控制。不同的IP包在网络中的路由是不一样的，那么到达时间也就不一样，造成了乱序。在TCP层，乱序的包由seq协助进行重组。

6. TCP 包为什么需要 Seq
   Seq可以帮助两件事：1.可以重组乱序的包；2.可以做到超时重传。直接拿书上的图说明好了。再下面这个例子中，左边发送端A利用seq做到超时重发，后边接收端B利用seq重组乱序包。
   包的发送和确认有时间差，在发送包时，45号包丢失了，由于A也知道B的ACK信号不会这么快就到，于是A就接着发送后面的包，直到59号包。此时，A收到3次ACK6657，表示B在最近的几次通话中，6657号字节一直没有收到，期望收到6657号。A想：“不会啊，我明明都发到了8千多号了，怎么确认号还在6657，一直是6657号发丢了，那我重新发一次6657号吧，幸好我有保存6657号，太机智了”。于是A补发了一次6657号，这次B接收到了。后面的7千多，8千多号的信息B已经接收到，然后把缺的6657号补上，组成一个顺序的包，再提交给应用层。如果不管6657号，提早提交7千多号的包，就会造成接收信息无序。
   

   
   
   

7. 谈谈如何提高UDP的可靠性
   在实际生产中，我们可以根据具体业务模式在应用层对UDP进行增强。TCP可靠但效率差，UDP效率好但可靠性差，在效率和可靠性之间我们需要做一个权衡。可以这么认为，TCP和UDP是两个极端，我们没有必要重复造轮子，把UDP提高到TCP那个程度。TCP在许多方面都强于UDP，参考第4题。
   最方便提高的一方面是保证每个包都能收到，我们可以先用时间戳计算出RTT，有了RTT就可以确定出超时时间限制。然后我们在应用层给每个包编号，发送端发送了包x，接收端收到包x后，需要告诉发送端“我收到包x了，你可以发下一个包x+1了”。这样就实现了保证每个包可以被收到，如果接收端的确认信息丢包，那么发送端在超时后，会再次发送，这时接收端只要忽略重复序号的包即可。此时相比于TCP，还是会出现乱序包以及发送端狂发包的现象。

8. TCP 对网络拥堵的判断与重传

   • 超时未收到ACK：报文未送达或者ACK丢失，发送端重传，重传时间间隔按照“指数退避”关系求出，从1秒持续增加到64秒。

   • 重复收到确认号一样的ACK：某段报文未送达，发送端重传丢失的报文。

9. TCP 的流量控制是怎样的？
   发送端的流量控制使用拥塞窗口，接收端的流量控制使用滑动窗口。不管哪个窗口，控制的都是发送端，因为流量的源头就是从发送端来的。
   发送端：拥塞窗口cwnd和慢启动门限ssthresh这两个参数配合使用去做拥塞控制。发送端所能发的报文数量应该是滑动窗口和cwnd两者中的较小值。
   在发送端发送第一个报文段时，cwnd是1，代表发送端只能发送1个报文，当发送端接收到ACK时，cwnd增加。当cwnd小于ssthresh时，cwnd指数增加，这阶段称为“慢启动”；当cwnd大于ssthresh时，cwnd线性增加，这个阶段称为“拥塞避免”。
   

   
   
   
   接收端：滑动窗口告诉发送端，我就只能接收这么多，不要发太多给我啦。接收端接收到数据并发出ack后，窗口左边沿会右移，如果右边沿不动的话，窗口就变小了。接收端表示已经接收到这么数据啦，但应用层还未取走数据导致接收缓存紧张，接收端只能减小窗口防止后续大量数据过来。如果应用层取走了数据，接收缓存又空出来了，窗口右边沿会右移，接收端表示再来更多的数据吧。
   
   
   

10. TCP 中客户端发送 SYN 后客户端和服务器分别处在什么状态
    客户在syn_sent，服务器还在listen，当服务器发出SYN和ACK后，服务器处于syn_rcvd
    

    
    
    
    主动执行关闭（FIN）的一方需要等待2*MSL时间，MSL是报文从发送端到接收端的时间，2倍就是一个往返。这个等待时间是为了让发送端发出的ACK能被接收端收到。

11. 进程 accept 时在哪里取得套接字？
    正如第2题的图所示，当accept返回时，说明该连接在已完成连接的队列中并要被移出。accept返回时，进程从内核取得套接字。
    已连接和未连接队列的总长度不能超过参数backlog。
    

    
    
    

12. TCP服务器调用 send 后，是否可以认为客户端已收到？如何确保客户端收到数据？
    成功调用send后，只是说明数据成功地被拷贝到socket缓冲区，并不能说明客户端成功接收，甚至数据都不一定被发送出去。
    假设TCP运行顺利，数据被成功处理了，那也只能说明客户端的TCP协议栈收到了数据，应用程序可能应该死锁或阻塞等原因没有去读数据。要确保客户端收到数据，我们需要在应用层上做ACK。

13. A 类地址和 B 类地址的区别
    A类的网络数少，但每个网络数能容纳的主机数多；B类相反，类别以IP地址的第一个数字和子网掩码区分
    A类：1-126，子网掩码：255.0.0.0
    B类：128-191，子网掩码：255.255.0.0
    C类：192-223，子网掩码：255.255.255.0

14. 局域网没有 ip 时如何通信？如何得知 mac 地址？
    用RARP获取IP，用ARP获取MAC地址。

15. 在浏览器中输入url，按下回车后，发生了什么？

    • 输入url
    • 浏览器根据url查找IP地址，这一步叫DNS。查找顺序为浏览器缓存–>系统缓存–>路由器缓存–>ISP缓存
    • 查找到IP地址后，浏览器向服务器发起http请求
    • 服务器发送301永久重定向响应
    • 浏览器向重定向之后的地址发送请求
    • 服务器返回请求响应，状态码200
    • 浏览器显示html
    • 在HTML里会内嵌图片、CSS、js等文件，浏览器开始获取这些文件

16. HTTP 1.0 和 HTTP 1.1 的差别
    HTTP1.1默认长连接
    HTTP1.1首部有host字段
    认证方式不一样

17. HTTP 首部有哪些字段
    分为3种首部：1.请求首部，只在http请求中出现；2.响应首部，只在http响应中出现；3.通用首部，在请求和响应中都可以出现。
    请求首部的字段有：If Modified Since（跟304、缓存有关）；User-Agent（浏览器信息）。
    响应首部：Location（跟301永久重定向有关）
    通用首部：Date（报文产生日期）；Cache-Control（缓存控制）；Connection（有持久连接Keep-alive选项）

18. 如何理解HTTP的无状态无连接
    无状态：无状态的HTTP协议比较简单灵活，在早期可以处理大量事务。现在随着网页不断丰富内容，我们可以使用cookie来保存状态（虽然cookie为被列入HTTP1.1标准，但在web方面已经被广泛应用）。
    无连接：HTTP协议在连接建立后，完成一次请求和响应，就断开连接，在早期web只有少量文本的时候是可行的，但现在web页面非常丰富，有图片、js、CSS等文件。按照无连接的做法，我们要获得一个丰富的完整的页面，需要多次“建立连接->请求->响应->断开连接”。在http1.1中，默认使用长连接，Connection字段设置Keep-alive选项。建立连接后，可以“请求->响应”多个回合再去断开连接。

19. 304 状态码的意义？在 HTTP 协议中的实现
    304代表请求的资源没有新的更新，就使用浏览器的缓存好了。在客户端请求资源时，会把资源的Last Modified填入HTTP请求首部的If Modified Since字段，比较浏览器缓存的日期和服务器上的日期，来确定返回200还是304。

20. cookie 和 session 的区别

21. get 与 post 的区别？访问安全性是否有区别？如何做到真正的访问安全
    post将传输内容放在http主体里面；get将传输内容放在url里。两者都是明文传输，都不安全，相对来说get方法把信息暴露得更加彻底。真正的安全需要用https。

22. 如果发现网络不能访问会检查哪些方面？如果只有某个网站不能访问

23. 没有登陆后台的情况猜测服务器挂掉会是什么原因？如果你是网站管理员用户反馈你的网站不能访问应该怎么做
24. 在后台发现运行程序卡时应该怎么做？检查哪些方面

25. 介绍 HTTPS。能否截获 HTTPS 的数据包
    HTTPS是增加了加密机制的HTTP，在HTTP外面套了一层SSL协议。这个加密机制是共享加密和公开加密的结合。共享加密是指收发双方有一个相同的密码可以用来加密解密，这个共享密码不能公开；公开加密是指发方用公钥加密，收方用私钥解密，公钥是公开的，私钥是不公开的。HTTPS的加密过程是先使用公开加密的方式交换共享密码，后续的通信都使用共享密码（共享密码的运算比公钥私钥简单）。这样做到了安全和效率的平衡。
    简单地总结一下HTTPS连接过程：
    1.客户端发起请求
    2.服务器响应一个证书
    3.客户端验证证书的正确性（浏览器中已经安装了权威靠谱的证书，证书需要向权威机构购买，一般由企业购买，个人一般无公钥/私钥 对）
    4.如果证书正确，就拿出证书中的公钥，用公钥加密后续使用的共享密码
    5.服务器收到加密的共享密码，用私钥解密
    6.双方进入共享加密通信
    

    
    
    
    我们要特别注意图上的红圈部分，这个部分是至关重要的部分，如果发生中间人攻击（用户信息泄露且毫不知情），一般就是这个部分出问题。如果我们在浏览器上安装了不靠谱的证书，那么浏览器可能会把中间人认为是安全的。假设红圈处有一个中间人。
    1.中间人拦截安全网站的信息，取出正规的证书和公钥，用自己的证书和公钥替换它，发送给客户端
    2.客户端验证证书（这个证书是假的，如果浏览器不要安装来路不明的证书，就可以拒接中间人攻击。如果浏览器被安装了不靠谱证书，那么就会认为这个中间人证书是靠谱的），取出中间人的公钥加密后续通信的共享密码。
    3.中间人用自己的私钥解密，取出共享密码，再将收到的信息用正规公钥加密，发送给正规服务器。
    4.正规服务器收到共享密码，其实这时共享密码已经泄露出去，而且双方毫不知情。

26. vpn 工作原理
    VPN是一种代理，把我们的电脑连上VPN，当我们去访问一些网站的时候，就由VPN帮忙去转发请求，那么我们就可以浏览一些本网络不能访问，但VPN可以访问的网站。

【Reference】
可靠UDP http://www.cnblogs.com/adinosaur/p/5983233.html
在浏览器地址栏输入URL，按下回车后究竟发生了什么 http://blog.csdn.net/bruce_6/article/details/39499439
https原理 https://www.zhihu.com/question/24484809
https原理 http://www.cnblogs.com/JohnABC/p/5991988.html