计算机网络常考面试题总结

这里先将搜集到的题目列出来，日后一一精细得写完。

https://blog.csdn.net/u013408431/article/details/62442670

https://blog.csdn.net/tzs_1041218129/article/details/52134226

https://blog.csdn.net/GitChat/article/details/78546898

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Q1.TCP 和 UDP 的区别

A1:TCP是传输控制协议，提供的是面向连接、可靠的字节流服务。通信双方彼此交换数据前，必须先通过三次握手协议建立连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重传，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。

     UDP是用户数据报协议，是一个简单的面向无连接的协议。UDP不提供可靠的服务。在数据数据前不用建立连接故而传输速度很快。UDP主要用于流媒体传输，IP电话等对数据可靠性要求不是很高的场合。

 

Q2.TCP的三次握手过程。为什么需要三次握手（而不是两次握手）？TCP的四次挥手。为什么需要四次挥手？

 A2:

三次握手：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=x)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

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；

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ESTABLISHED状态，完成三次握手。

如图所示：

 

     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”。 假设现在是两次握手，client发送了syn，但这个包在某个网络结点长时间的滞留了，以致延误到连接释放以后的某个时间才到达server，在client看来，这个包已经无效了（因为超时没有收到ack），但在server端看来不是这样，server突然收到了一个syn，就回复一个ack，并且认为这个连接已经建立了，但实际上client早不鸟它了，这样就浪费了服务器资源。那如果是三次握手呢？服务器突然收到了一个syn，则回复一个syn+ack，之后就在那等呀等呀，因为client已经不鸟它了，所以在定时情况下server收不到ack，因此连接没有建立。（博主自己的理解，不对的地方望指正）

 

 

四次挥手：

与建立连接的“三次握手”类似，断开一个TCP连接则需要“四次握手”。

第一次挥手：主动关闭方发送一个FIN，用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是主动关闭方告诉被动关闭方：我已经不 会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，主动关闭方依然会重发这些数据)，但是，此时主动关闭方还可 以接受数据。

第二次挥手：被动关闭方收到FIN包后，发送一个ACK给对方，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号）。

第三次挥手：被动关闭方发送一个FIN，用来关闭被动关闭方到主动关闭方的数据传送，也就是告诉主动关闭方，我的数据也发送完了，不会再给你发数据了。

第四次挥手：主动关闭方收到FIN后，发送一个ACK给被动关闭方，确认序号为收到序号+1，至此，完成四次挥手。

如图所示：

为什么需要四次挥手？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。考虑在UNP中的shutdown函数来进行半关闭。TCP有个半关闭状态，假设A.B要释放连接，那么A发送一个释放连接报文给B，B收到后发送确认，这个时候A不发数据，但是B如果发数据A还是要接受，这叫半关闭。然后B还要发给A连接释放报文，然后A发确认，所以是4次。

    

 

Q3.为什么需要TCP的TIME_WAIT状态？为什么其持续时间是2MSL？

(1)可靠地实现TCP全双工连接的终止，确保最终的ACK丢失后仍可以重传ACK；

   假设最终的ACK丢失了，服务器将重传FIN,客户必须维护状态信息以重新发送ACK。假设客户不维护状态信息(即不处于TIME_WAIT状态)，则会响应一个RST，这被服务器解释为一种错误。

(2)防止来自某个连接的老的重复分组在该连接已终止后再现。TIME_WAIT的持续时间为2MSL，这足以让某个方向上的分组最多存活MSL秒即被抛弃。

    假设存在老的重复分组，并假设断开连接后又建立了新的连接，如果没有TIME_WAIT状态，则老的重复分组可能被解释为新的连接的分组。TCP不会给处于TIME_WAIT的连接发起新的连接。（还是不懂的话看UNP的37页）

 

 

Q4.什么是TCP的流量控制和拥塞控制？

 拥塞控制：https://www.cnblogs.com/wuchanming/p/4422779.html

 流量控制：暂时没找到好的   可以看之前在eventnote上留的笔记

 

 

Q5.交换机与路由器有什么区别？（可以大概看看交换机、路由器、网关概念）

①工作所处的OSI层次不一样，交换机工作在第二层数据链路层，路由器工作在第三层网络层

②寻址方式不同：交换机根据MAC地址寻址，路由器根据IP地址寻址

③转发速不同：交换机的转发速度快，路由器转发速度相对较慢。

 

 

Q6.解释一下ARP协议的工作原理。

(1)首先，每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

(2)当源主机要发送数据时，首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址，如果有，则直接发送数据，如果没有，就向本网段的所有主机发送ARP数据包，该数据包包括的内容有：源主机IP地址，源主机MAC地址，目的主机的IP地址。

(3)当本网络的所有主机收到该ARP数据包时，首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，则忽略该数据包，如果是，则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，如果已经存在，则覆盖，然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。

(4)源主机收到ARP响应包后，将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表，并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。

广播发送ARP请求，单播发送ARP响应。

 

 

Q7.什么是ICMP协议？什么是DHCP协议？

 ICMP是Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，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、路由器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。ICMP报文有两种：差错报告报文和询问报文。

 

DHCP协议是Dynamic Host Configuration Protocol 动态主机配置协议，是一种让系统得以连接到网络上，并获取所需要的配置参数手段。通常被应用在大型的局域网络环境中，主要作用是集中的管理、分配IP地址，使网络环境中的主机动态的获得IP地址、Gateway地址、DNS服务器地址等信息，并能够提升地址的使用率。

 

Q8.请简述IP地址的分类。

 A类网络的IP地址范围为：1.0.0.0     －127.255.255.255；
 B类网络的IP地址范围为：128.0.0.0 －191.255.255.255；
 C类网络的IP地址范围为：192.0.0.0 －223.255.255.255；

 

 

Q9.什么是RARP协议？

 逆地址解析协议，作用是完成硬件地址到IP地址的映射，主要用于无盘工作站，因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。

 

Q10.简述DNS域名系统工作原理。

 当DNS客户机需要在程序中使用名称时，它会查询DNS服务器来解析名称。客户机发送的每条查询信息包括：指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接为用户使用，而是为其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

 

 

Q11.HTTP协议工作过程。在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程。HTTP的长连接和短连接?

HTTP的长连接和短连接本质上是TCP长连接和短连接。HTTP属于应用层协议.

 

短连接:浏览器和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，但任务结束就中断连接。

 长连接:当一个网页打开完成后，客户端和服务器之间用于传输HTTP数据的 TCP连接不会关闭，如果客户端再次访问这个服务器上的网页，会继续使用这一条已经建立的连接。Keep-Alive不会永久保持连接，它有一个保持时间，可以在不同的服务器软件（如Apache）中设定这个时间。实现长连接要客户端和服务端都支持长连接。

 

TCP短连接: client向server发起连接请求，server接到请求，然后双方建立连接。client向server发送消息，server回应client，然后一次读写就完成了，这时候双方任何一个都可以发起close操作，不过一般都是client先发起 close操作.

                    短连接一般只会在 client/server间传递一次读写操作。

 TCP长连接: client向server发起连接，server接受client连接，双方建立连接。Client与server完成一次读写之后，它们之间的连接并不会主动关闭，后续的读写操作会继续使用这个连接。

 

1、客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层。

2、在客户端的传输层，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

3、客户端的网络层不用关心应用层或者传输层的东西，主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器，期间可能经过多个路由器，这些都是由路由器来完成的工作，通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。

4、客户端的链路层，包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议(IPV6,NDP)查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。

 

 

Q12.OSI，TCP/IP，五层协议的体系结构，以及各层协议

OSI分层 （7层）：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

TCP/IP分层（4层）：网络接口层、 网际层、运输层、 应用层。

五层协议 （5层）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、 应用层。

 

每一层的协议如下：
物理层：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 （中继器，集线器）

数据链路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC （网桥，交换机）

网络层：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 （路由器）

传输层：TCP、UDP、SPX

会话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC

表示层：JPEG、MPEG、ASII

应用层：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

 

每一层的作用如下：
物理层：通过媒介传输比特,确定机械及电气规范（比特Bit）

数据链路层：将比特组装成帧和点到点的传递（帧Frame）

网络层：负责数据包从源到宿的传递和网际互连（包PackeT）

传输层：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）

会话层：建立、管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）

表示层：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）

应用层：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）

 

Q13.单播，广播，组播概念

 https://blog.csdn.net/a595364628/article/details/64123565

Q14.一些琐碎的问题，见博客

https://blog.csdn.net/u013408431/article/details/62442670

 

Q15. Select()，poll()和epoll()的使用

select(),poll():    https://www.cnblogs.com/dzy521/p/9394746.html

epoll():               http://www.cnblogs.com/Anker/archive/2013/08/17/3263780.html