计算机网络

网络模型

OSI七层模型

• 物理层：规定物理介质之间的传输方式，电信号，光信号,建立，维护，断开物理连接。
• 数据链路层：在物理层的基础上建立数据链路，对数据进行分帧，差错校验，确保数据的可靠传输。有PPP(Point-to-Point协议)，高级数据链路控制协议（HDLC High-level-Data-Control）
• 网络层：解决数据在网络上传输带问题，包括寻址，路由的选择。协议有IP协议，网关协议（ARP），路由协议（）
• 传输层: 提供端到端的可靠传输服务，包括数据的传输控制，流量控制。主要协议有TCP,UDP协议
• 会话层：提供会话管理功能，负责建立，维护，结束会话。主要协议有NetBIOS，RPC
• 表示层: 负责数据格式的转化，确保应用层数据格式一致，还有数据的加密解密，如JPEG,MPEG
• 应用层: 各种程序之间的交互像电子邮箱，文件传输。协议：HTTP,FTP,SMTP,DNS

TCP/IP五层模型

• 物理层
• 数据链路层
• 网络层
• 传输层
• 应用层

三次握手，四次挥手

• 三次握手：请求连接→同意连接→确认连接（SYN→SYN+ACK→ACK）。
• 四次挥手：我没数据了→收到→我也没数据了→确认关闭（FIN+ACK→ACK→FIN+ACK→ACK）

三次握手

• 确认双方 “收发能力正常”，同步通信序列号，建立可靠的双向连接。
• 第一次握手（客户端发）：客户端发SYN包（同步信号），告诉服务端 “我要连你，我的初始序列号是 X”
• 第二次握手（服务端回）：服务端回SYN+ACK包，告诉客户端 “我收到了，我的初始序列号是 Y，确认你的序列号是 X+1”。
• 第三次握手（客户端发）：客户端回ACK包，告诉服务端 “我收到你的序列号了，确认是 Y+1”
• 完成后，双方都知道 “对方能收能发”，可以开始传输数据。

四次挥手

• 双方协商 “没有数据要传输了”，优雅断开连接，避免数据丢失（TCP 是全双工通信，双方要分别确认）
• 第一次挥手（客户端发）：客户端发FIN+ACK包，告诉服务端 “我没有数据要发了，请求关闭我的发送通道”
• 第二次挥手（服务端回）：服务端回ACK包，告诉客户端 “我收到你的关闭请求了，等我处理完剩余数据”
• 第三次挥手（服务端发）：服务端处理完数据后，发FIN+ACK包，告诉客户端 “我也没有数据要发了，请求关闭我的发送通道”。
• 第四次挥手（客户端回）：客户端回ACK包，告诉服务端 “我收到你的关闭请求了，确认关闭”。

ARP协议

• ARP（地址解析协议）是TCP/IP协议中网络层核心协议，核心作用是通过ip地址获得设备对应MAC地址。比如我想给局域网内的 192.168.143.196 发数据，你只知道对方的 IP，但不知道对方的 MAC 地址，就通过这个协议来获得对应的MAC地址、
• 只能工作在局域网，ARP是基于广播的，广播包不能跨越路由器。具有安全风险(ARP欺骗)，因为ARP协议是没有身份验证机制的，攻击者可以伪造ARP响应包，篡改其他设备的ARP缓存表，解决方法可以使用路由器IP-MAC绑定，也就是路由器给局域网内所有的设备发一张身份证，只承认自己的绑定列表里面的设备信息，其他的都拒绝掉
• 工作流程：
  • 发送ARP请求包(广播)，询问谁是目标IP，把你的MAC地址告诉我
  • 目标设备回复ARP响应包（单播），自己对比返回对应的MAC地址
  • 更新本地ARP缓存表，有效期一般是2~10分钟，在这个时间通信就不需要发送ARP请求了
• RARP协议是知道自己的MAC地址想要知道自己的IP地址，然后就向网络中发送RARP请求，返回自己的ip地址
• MAC 地址只能是在一个局域网中，所以我们一般在网上传输的时候，比如给远方的电脑传输数据，我们的目标 ip 地址不会改变，但是传输过程中的 MAC 地址会不断改变，不断查询下一个路由器的MAC地址，直到最后到达目标ip所在的局域网，再通过ARP协议找到该电脑的 MAC地址，完成传输。

DNS协议

• DNS（域名系统）是应用层协议，将域名转换为IP地址，DNS 不是一台服务器，而是全球分布式的服务器集群，分为 根服务器→顶级域服务器→权威服务器 三层，避免单点故障。
• 缓存机制：从浏览器到运营商，各级都会缓存解析结果，加速后续访问（比如你第一次访问 baidu.com 要查根服务器，第二次直接读本地缓存）。

交换机和路由器的区别

• 交换机只在局域网中工作，只认准MAC地址
• 路由器工作在互联网，认准ip地址，负责跨网段，不同网络之间传输

TCP如何保证数据传输可靠

• 数据可靠：数据必须送达，不丢失，不重复，无错误，不乱序
• 三次握手，四次挥手
• 校验和：每个报文段都携带校验码，接收方计算，校验码如果错误就丢弃重传
• 超时重传：若发送方在规定时间内未收到 ACK，立即重发该数据包，解决 “丢包” 问题。
• 乱序重排与去重：接收方根据序列号，将乱序到达的数据包重新排序，并丢弃重复的数据包（因重传产生）。
• 流量控制（滑动窗口）：接收方通过通告 “接收窗口” 大小，限制发送方的速率，防止接收方缓冲区溢出导致数据丢失（解决 “收方处理不过来”）
• 拥塞控制（慢启动 / 拥塞避免）：发送方根据网络状况动态调整发送速率，避免网络拥堵导致数据包大量丢失（解决 “网络扛不住”）

TCP的粘包和拆包问题

• TCP 粘包 / 拆包因 TCP 是流式协议，受 MTU 限制（网络链路有最大传输单元比如以太网 MTU=1500 字节，超过就必须拆包；）、Nagle 算法（TCP 会攒小数据包，凑够一定大小再发，减少网络交互次数）、接收缓冲区等影响，导致发送的数据包被合并（粘包）或拆分（拆包），接收方无法识别包边界。
• 解决方案核心是给数据包加边界标识：
  • 客户端发送 HTTP 请求时，在请求头里加上 Content-Length: 1024，告诉服务器：“我的请求体一共 1024 字节，你读到这么多就停”，从而计算出边界。
  • 固定长度，按定长切割（简单但浪费空间）
  • 分隔符，用特殊字符标记包结束（灵活但需避免字符冲突）

Http返回状态码 301 和 302 分别是什么意义？

• 301 永久重定向 资源永久迁移到新地址，原地址不再使用，浏览器会缓存重定向结果，下次直接访问新地址。301 是会被浏览器永久缓存的！如果不手动清除缓存会一直存在的。
• 302 Found 临时重定向 资源暂时在新地址，未来可能恢复原地址 浏览器不缓存重定向，每次都要先访问原地址再跳转；
  • 长度前缀（最常用），先传数据长度再传内容，按长度解析。比如说约定：【4 字节长度】+【实际数据】，每次就先读取四个字节长度再去读实际数据

IPv4版本协议

• 该协议属于网络层，两大作用：编址：给设备一个全球唯一的 IP 地址 路由：让数据包经过路由器，跨网段、跨运营商送达目的地
• 一个 IP 必须拆成两部分，路由器只看网络位，网络位：你在哪个小区（网段），主机位：你家几楼几号
  • 比如IP：192.168.1.100，子网掩码（就是告诉路由器或者电脑哪个是网络位，哪里是主机位，有255的都是网络位，比如我这个例子）：255.255.255.0 其中 255.255.255 = 网络位 （前三段） 0 = 主机位（最后一段）路由器只关心：是不是 192.168.1.0 这个小区，然后最后的由网关或者交换机送到具体的设备上
• NAT:出门翻译：把你电脑的私网 IP（比如 10.103.52.61），替换成公网 IP（比如 221.235.63.166），让数据包能在互联网上跑。回家翻译：把互联网回来的数据包，再从公网 IP 翻译回你的私网 IP，精准送到你电脑上
• 公网ip是全球唯一的，比如IPv4版本能分配42亿个公网ip，但是还是不够，于是就有了私网ip，比如我们的电脑手机，对外发送消息的时候，先使用DNS解析域名，获得目标的ip地址，然后通过网关+NAT技术转换到公网ip，通过公网ip在路由器上传递，然后接受到数据再原路返回。其中一个公网ip大约能有6万个左右的私网ip，每一个设备发送的时候就分配一个端口。

TCP的队头阻塞

• TCP数据传输，会把数据拆成有序数据包，接收端按照顺序拼接成原始数据，但是如果中间有一个包没有传输到达，就会导致后面所有包都被堵住。
• HTTP/1 有HTTP对头阻塞问题，请求只能一个个的发送，前面一个请求没有完成，下一个请求就不能发送。
• HTTP/2 采用多路复用技术，解决了HTTP的对头阻塞问题，但是还是会有TCP队头阻塞
• 除了对头阻塞，TCP协议还有中间设备僵化即路由器 / 防火墙对 TCP 逻辑固化，很难升级新特性的问题

QUIC协议

• QUIC = 可靠版 UDP + 内置 TLS 1.3 + 无阻塞多路复用 + 极速握手 + 连接迁移。
• TLS 是传输层的安全协议，防止网络数据被窃听，篡改，冒充。
• 彻底解决队头阻塞：流级隔离，每一个请求都有自己的流，如果没有包丢了，只会卡住当前的流，其他的正常；乱序确认： TCP签收包必须从小到大签收，小的包没有收到就等待，但是QUIC协议采用乱序签收。
• 签收就是告诉发送方我收到了这个包，像TCP协议一定要按从小到大接受，那么如果中间缺少了2号包，哪怕接收到了3,4号包也不会签收，也只会告诉发送方我只收到了1号包。

Cookie,Session,Token的区别是什么（用进餐厅吃饭举例子）

• Cookie存在于浏览器，走进餐厅，服务员给我一个纸条，我是3号，把这个纸条揣兜里，每次我喊服务员，把这个纸条给他看。也就是存储在浏览器的信息每次随着请求发送给服务器，只存储少量信息
• Session = 餐厅前台的【会员登记本】，当我进入餐厅会给我一个卡号，然后把我的信息登录在前台的本子上，也就是服务器里面，每次都出示我的卡号展示我的信息，我客户端只用存储一个SessionId就可以
• Token = 一张加密的【终身通行证】，存在于客户端，不用查本子，服务器不存任何信息，拿到token直接解密认证

在浏览器输入www.taobao.com回车之后发生了什么

• URL解析，对URL进行自动编码，然后检查长度，之后根据URL查询浏览器是否缓存该界面
• 进行DNS查询，寻找ip地址。先查浏览器自己的小本本（浏览器缓存），再查电脑系统的地址本（hosts），再查家里路由器的地址本（路由器缓存），再查运营商的大地址本（ISP 缓存），最后实在找不到，就去问根域名服务器（全球总地址本），最终拿到：www.taobao.com 对应的 IP 地址（比如：123.123.123.123）
• TCP 三次握手（建立连接）
• 报文封装 & 发送。类比：你写了一封信（HTTP 请求），要寄给淘宝：先套上「TCP 信封」，再套上「IP 信封」，最后套上「以太网信封」，然后通过家里的网关、路由器，一步步把信送到淘宝服务器手里
• Nginx 负载均衡（淘宝的前台小姐姐），淘宝大厦有很多办公室（服务器），前台小姐姐（Nginx）看到你来了，就按顺序把你分配到空闲的办公室。请求先到淘宝的 Nginx 服务器（相当于前台），Nginx 用「轮询」算法（挨个来），把请求转发给后面的服务器，同时会带上你的真实 IP，方便后面知道是谁在访问
• Servlet 容器接收请求（办公室前台），容器拆开 HTTP 请求，解析出：你要访问哪个页面、带了什么参数、用了什么浏览器，然后把请求交给 Spring MVC 框架处理
• DispatcherServlet 分配任务（办公室主管），办公室主管（DispatcherServlet）看了你的请求，说：“哦，你要逛首页，去找首页 Controller；你要查订单，去找订单 Controller。”
  根据你访问的路径（比如 /home 或 /cart），找到对应的拦截器和控制器（Controller）
• Controller 执行业务逻辑，调用 Service 层去查
• 生成页面（组装展示内容），Controller 返回 ModelAndView（数据 + 页面模板），ViewResolver 解析后，生成最终的 HTML 视图，渲染成完整的响应报文，准备发回给你
• 浏览器接收响应，你收到淘宝寄回来的信，先看信封上的状态码（比如 200 = 成功，404 = 找不到），然后拆开信，把内容解码、缓存起来。
• 浏览器渲染页面，浏览器把 HTML、CSS、JS 渲染成你看到的彩色页面。
  

正向代理和反向代理

• 客户端（你）主动找代理，代理帮你访问目标服务器。正向代理是替客户端发起请求，隐藏用户真实 IP，常用于FQ、内网出网、上网审计
• 反向代理：用户不知道真实服务器，只访问代理，然后代理向后端服务器进行分发

什么是跨域访问问题，如何解决？

• 只要 协议 / 域名 / 端口 有一个不一样，就叫「跨域」，浏览器直接拦截请求。同源 = 三个全都一样：协议（http /https），域名（localhost / baidu.com），端口（8080 / 3000）
• 一个域就像是一个家，A家里面的不允许去B家里面拿东西，浏览器会直接拒绝访问，但是后端能随便去前端拿数据，因为浏览器管不着
• 要想解决跨域问题：后端自己打开门，使用@CrossOrigin(origins = "*")注释，也就是CORS机制,后端自己打开大门，让别人来拿
• 使用Nginx反向代理，前端和后端，全部伪装成一家人
• xxx.主域名.com → 都是二级域名，不同二级域名，默认严格跨域，跨域本质看：浏览器认不认 “同一个站”，只认完整域名，不认主域名一家人。

CDN是啥

• CDN = 全世界遍地开的「静态文件缓存仓库」，专门帮你加速加载图片、JS、CSS、视频。
• 就像很多连锁店除了总部还开了分店，我们拿东西去分店拿而不是直接去总部
• CDN 就是把图片视频这些静态文件，提前放到全国各地，用户就近访问，打开网页飞快，还能保护源服务器。

什么是DNS污染？DNS劫持？

• DNS劫持：比如我问DNS百度的ip是多少，正常会返回给你正确的ip，但是如果被DNS劫持就会返回给一个错误的ip地址，跳转到一个钓鱼网站
• DNS污染：DNS返回的是正确的ip地址，但是中途这个正确的ip地址被修改了，导致也是拿到一个错误的ip

什么是“墙” ？

• 是一种网络屏蔽机制，防止用户访问特定资源
• 第一个手段：ip封锁，直接把一些ip拉进黑名单，当你要访问的时候，网关路由器直接丢弃这个数据包
• 第二个手段：DNS污染，返回给你错误的 ip地址，结果访问到别的服务器去了

Http报文有哪些部分？

请求报文

• 请求行： 请求方法（Get,Put,Post） URL Http版本 CRLF结尾
• 请求头部：由多个键值对组成，格式：首部字段名: 值 CRLF ， 它是客户端和服务器之间的附加约定信息
  • Host：必带字段，指定请求的目标主机域名 / 端口，服务器用它区分同一个 IP 上的多个网站
  • Authorization：携带身份凭证（如 Token、密码），用来做登录 / 权限
  • Content-Type：告诉服务器「请求体的数据是什么格式」（只有 POST/PUT 带 Body 时才用）
  • Accept：告诉服务器「我能接受什么格式的响应」，服务器会优先返回匹配的格式
• 实体主体（Request Body）可选部分，GET 请求通常没有 Body，POST/PUT 等请求用来传数据（如 JSON、表单）

响应报文

• 状态行（Status Line），格式：版本 状态码 短语 CRLF
• 响应首部行（Response Headers），格式和请求头一致，也是 字段名: 值 CRLF
• 实体主体（Response Body）服务器返回的实际数据，如 HTML 页面、JSON 结果、图片二进制数据等

Http的 502 和 504 有什么区别

• 502 Bad Gateway 网关收到了上游服务器的无效 / 非法响应 上游服务器有回复，但回复的东西不对
• 504 Gateway Timeout 网关等了很久，上游服务器没给任何响应 上游服务器完全没回复，超时了

Socket 和WebSocket 的区别

• Socket 不是协议，而是操作系统给网络编程提供的一套接口（API），它是对 TCP/IP 协议栈的封装。你可以把它理解成：Socket = IP 地址 + 端口 + 协议（TCP/UDP）
• WebSocket 是 HTML5 推出的一种应用层通信协议，它的核心目标是解决 HTTP 协议「无状态、短连接」的痛点。HTTP 的问题：每次请求都要建立连接、传输、断开，无法实现服务器主动向客户端推送消息（比如聊天、实时通知、弹幕）。WebSocket 的解决方式：先通过 HTTP 握手建立连接（升级协议），连接建立后，变成一条持久的 TCP 长连接，客户端和服务器可以双向实时通信，直到一方主动断开。

各个端口对应的服务

Get 和 Post 请求有什么不同？

• 传参方式：GET 参数拼接在 URL 中，有长度限制；POST 参数放在请求体里，适合传大量或敏感数据。GET 请求的长度限制，业界通用说法就是 2KB 左右（约 2048 个字符），不同浏览器和服务器的上限略有差异，大多在 2KB~8KB 之间。
• 幂等与安全：GET 是幂等的，多次请求不改变服务器状态；POST 非幂等，可能影响服务器数据。GET 安全性较低，POST 相对更安全。
• 缓存机制：GET 请求默认会被浏览器缓存，POST 默认不缓存。它们的设计用途也不同，GET 主要用于查询，POST 主要用于提交数据。

Http 1.0 和 Http 1.1 和 Http 2.0有什么区别

HTTP/1.0：早期版本，简单但低效

• 无状态：服务器不保存任何请求信息，每次请求都是独立的。
• 默认短连接：每次请求 / 响应完成后，TCP 连接就会被立刻关闭。
• 要访问一个带图片的网页，浏览器要反复：建立 TCP 连接 → 请求 → 关闭连接，效率极低。
• 可以通过 Connection: keep-alive 强制开启长连接，但不是默认行为。

HTTP/1.1：1.0 的重大优化，现在仍广泛使用

• 默认持久连接（Keep-Alive）一个 TCP 连接上，可以连续发送多个请求 / 响应，不用每次都重新握手。大幅减少了 TCP 连接开销，页面加载速度明显提升。
• 支持流水线处理（Pipeline）客户端可以在前一个请求的响应到达之前，就发送下一个请求。但有个致命缺陷：队头阻塞（Head-of-line blocking）。解释：请求是排队发送的，但响应必须按顺序返回。如果前面的请求卡住了，后面的所有请求都会被堵住。

HTTP/2.0：彻底解决性能瓶颈，现代标准

• 二进制协议：x 是文本格式，解析效率低；2.0 用二进制帧传输，解析更快、更紧凑。
• 多路复用（Multiplexing），一个 TCP 连接上，可以同时并行处理多个请求 / 响应。，彻底解决了「队头阻塞」问题，哪个请求先处理完，哪个响应就先回来，互不影响。
• 头部压缩（HPACK），HTTP 请求头里有大量重复信息（比如 Cookie、User-Agent）。2.0 用专用算法压缩头部，大幅减少冗余数据传输，降低带宽消耗。
• 服务器推送（Server Push）服务器可以主动向客户端推送资源（比如提前推送网页需要的 CSS/JS），不用客户端再一个个请求，进一步提升加载速度。

Http 长连接是什么

• HTTP 长连接是指客户端和服务器完成一次请求后，TCP 连接不会立即断开，而是保留复用，减少了频繁建立 / 关闭连接的开销。
• 开启方式上，HTTP/1.0 需要通过 Connection: keep-alive 手动开启，而 HTTP/1.1 默认就是长连接。
• 连接超时主要分两层：
  • 应用层：服务器配置的 keepalive_timeout，连接闲置超时会主动关闭；
  • TCP 层：通过内核的 tcp_keepalive 机制，定期发探测包，超时无回应就丢弃连接。

Http 和 Https 的区别在哪？

• HTTPS 是 HTTP 的安全增强版，它在 HTTP 的基础上加入了 SSL/TLS 协议，对传输数据进行加密。
• 两者的主要区别有：
  • 安全性：HTTP 是明文传输，数据易被窃听和篡改；HTTPS 基于 SSL/TLS 加密传输，能有效防窃听、防篡改、防冒充。
  • 端口不同：HTTP 默认使用 80 端口，HTTPS 默认使用 443 端口。
  • 证书要求：HTTPS 需要服务器安装 SSL 证书，而 HTTP 不需要。
  • 性能开销：HTTPS 因为加密解密操作，会比 HTTP 有一定性能开销。
• Https 加密它用了非对称加密 + 对称加密的组合方式：
  • 握手阶段（非对称加密）：客户端和服务器通过服务器的公钥，安全协商出一个「会话密钥」。
  • 传输阶段（对称加密）：之后所有数据都用这个会话密钥进行加密 / 解密，效率高。

Https 是怎么建立连接的？

• HTTPS 建立连接，就是客户端和服务器先通过非对称加密安全地协商出一个「会话密钥」，然后后面所有数据都用这个「会话密钥」做对称加密传输，既安全又高效。
  用「寄快递」比喻整个流程我们把客户端比作「你」，服务器比作「银行」，数据比作「重要信件」，公钥是「银行的公开保险箱」，私钥是「银行的专属钥匙」。
• ① 客户端向服务器发起请求就像你先给银行打电话：“我要给你寄重要信件，咱们安全沟通一下？”
• ② 服务器返回数字证书（带公钥）银行给你寄了一个公开保险箱（公钥），附带了一份由权威机构盖章的「银行身份证书」，证明这个保险箱确实是银行的，不是骗子伪造的。
• ③ 客户端验证证书 + 加密随机码。你先核对证书：检查权威机构的盖章是否有效，确认这个保险箱真的是银行的，不是仿冒的。确认安全后，你自己生成一个随机密码（会话密钥），把它锁进银行给你的公开保险箱里，寄回给银行。（这个过程只有银行的专属钥匙能打开，别人拿到也没用）
• ④ 服务器用私钥解密得到会话密钥银行收到保险箱，用自己的 ** 专属钥匙（私钥）** 打开，拿到了你生成的随机密码。现在，只有你和银行两个人知道这个密码。
• ⑤ 双方用会话密钥加密通信接下来，你和银行之间所有的信件，都用这个随机密码加锁 / 解锁。你寄信时，用密码锁上；银行收到用密码打开。银行回信时，也用同一个密码锁上，你收到再用密码打开。就算中途信件被别人截走，没有这个随机密码，也完全打不开，只能看到一堆乱码。通信结束后，这个随机密码就会被销毁，下次沟通再重新生成新的密码，彻底杜绝泄露风险。
• 为什么要验证证书？防止中间人攻击。如果骗子伪造了一个假的公钥给你，你用它加密的会话密钥就会被骗子拿到，通信就被窃听了。验证证书就是为了确认公钥确实来自目标服务器。
• 为什么不直接用非对称加密传数据？非对称加密（公钥私钥）非常慢，不适合传大量数据。所以只用来协商出一个会话密钥，后面都用对称加密（快很多）。

为什么 Http 是无状态的？

• HTTP 协议是无状态的，意思是服务器不会保留任何客户端请求的历史信息，每个请求都是独立的，处理当前请求时不依赖之前的请求。
  这种设计让服务器实现简单、处理高效，但无法直接记录用户的上下文状态，比如登录态、购物车。因此实际开发中，我们会通过 Cookie、Session 或 Token 等机制来维持会话状态。