计网知识点

一、TCP/IP 四层模型

 1、应用层：提供两个应用程序之间信息交换的服务，定义了网络通信规则，例如支持Web应用的HTTP协议，支持电子邮件的STMP协议等

 2、传输层：为两个进程之间的通信提供数据传输服务，包括了TCP协议和UDP协议

 3、网络层：为分组交换网上的不同主机提供通信服务，选择合适的路由，让分组找到目的主机，有很多协议，例如OSPF、ARP协议等

 4、网络接口层：数据链路层和物理层的结合

 

二、HTTP协议

 全称超文本传输协议，用来规范服务器和浏览器的行为，并且HTTP是一个无状态协议，是应用层协议，以TCP作为底层协议来保证数据的可靠传输，默认端口为80。

 包括请求报文和响应报文：

　　请求报文组成部分：请求行，请求头，空行，请求数据

　　响应报文组成部分：状态行，响应头，响应正文

 

三、（面试题）在网址输入www.baidu.com之后会发生什么

 1、首先DNS会解析www.baidu.com这个域名对应的IP地址

 2、然后会通过三次握手来建立客户端和服务器的连接

 3、http接收到客户端发来的请求，并把请求发送给服务器处理

 4、IP数据包通过OSPF（开放最短路径优先）协议选择合适的路由

 5、路由器与服务器之间的通信需要将ip地址转换为MAC地址，需要用到ARP（地址解析）协议

 6、服务器接收到请求之后，进行处理，然后返回结果给http

 7、最后http将结果响应给客户端

 

四、HTTP /1.0 和HTTP /1.1的区别

 从连接方式上看，HTTP /1.0采用了短连接，即客户端和服务器每进行一次HTTP请求，就建立一次连接；HTTP /1.1在请求头中将Connection参数设置为keep-alive，默认为长连接 

 从Host头处理看，HTTP /1.0在请求报文中不会加入主机名，这样会导致服务器不理解客户端真正想请求的网址；HTTP /1.1在请求报文中加入了主机名

 从带宽优化来看，HTTP/1.1引入了更多的状态码，同时HTTP /1.1传输数据时会将数据压缩，提高带宽的利用

 

五、TCP和UDP的区别

 1、TCP是面向连接的，UDP是无连接的

 2、TCP是点对点通信，UDP可以一对一，一对多，多对一，多对多通信

 3、TCP是面向字节流传输，UDP是面向报文传输

 4、TCP通过流量控制和拥塞控制保证了可靠的连接，UDP是不可靠连接

 5、TCP适用于需要可靠传输的应用，例如文件传输，UDP适用于实时传输的应用，例如视频会议、直播

 

六、TCP协议如何保证可靠传输

 1、校验和，接收方会检验数据包的首部和数据，检测数据在传输过程中是否发生变化，

 2、流量控制：通过滑动窗口协议实现，即发送方和接收方都有一个固定大小的缓存空间，发送方只能发送接收方缓冲区能容纳的数据，当接收方来不及处理发送方的数据，就会提示发送方降低发送速率，防止包丢失。

 3、超时重传：当TCP发出一个报文段后，会启动一个定时器，如果目的端无法及时发送确认，TCP会重发这个报文段

 4、拥塞控制：当网络拥塞时，减少数据的传输，用到了4种算法，分别是慢开始，拥塞避免，快重传，快恢复。实现过程：发送方会维护一个拥塞窗口cwnd，慢开始阶段cwnd初始值为1，然后加倍增大，如果达到了阈值，就进行拥塞避免，拥塞避免阶段会让cwnd缓慢增大，这个过程是每经过一个RTT往返时间就加1，快重传和快恢复是用来快速恢复丢失的数据包，如果收到三次重复的ack，就表示该数据包丢失，需要重发。此时慢开始的阈值就变为原来的一半，然后每轮加1的增大，最后又进入慢开始阶段。

 

七、物理层

 三种通信方式：

     1、单工通信：单向传输

　 2、半双工通信：双向交替传输

     3、全双工通信：双向同时传输

 

八、数据链路层

  三个基本问题：

　　1、封装成帧：将网络层传下来的分组封装成帧

       2、透明传输：透明的是帧首部和尾部的转义字符

       3、差错检测：使用CRC（循环冗余检验）检查比特差错

  两种信道分类：

　　1、广播信道：一对多通信，所有节点都在同一个广播信道上发送数据，采用信道复用技术 或 CSMA/CD协议来控制协调，避免发生碰撞

　　2、点对点信道：一对一通信，不会发生碰撞，采用PPP协议控制

 

信道复用技术：

  1、频分复用  2、时分复用 3、统计时分复用 4、码分复用 5、波分复用

 

CSMA/CD协议：　　 　

   CSMA/CD表示载波监听多点接入/碰撞检测

• 多点接入 ：说明这是总线型网络，许多主机以多点的方式连接到总线上。
• 载波监听 ：每个主机都必须不停地监听信道。在发送前，如果监听到信道正在使用，就必须等待。
• 碰撞检测 ：在发送中，如果监听到信道已有其它主机正在发送数据，就表示发生了碰撞。虽然每个主机在发送数据之前都已经监听到信道为空闲，但是由于电磁波的传播时延的存在，还是有可能会发生碰撞。

PPP协议：

   是用户计算机和ISP进行通信时使用的数据链路层协议

 

九、网络层

使用到了IP协议，其中还有三个协议和IP协议配套，分别是：

　　1、ARP（地址解析）协议      【通过ARP高速缓存，向目的主机询问对应的MAC地址，再将MAC存入ARP高速缓存】

　　2、ICMP（网际控制报文）协议  【ping的应用：测试两台主机的连通信】

　　3、IGMP（网际组管理）协议

 

 

 

IP地址编址方式有三种，分别是：

　　1、分类

　　2、子网划分

　　3、无分类

分类：

　由两部分组成，网络号和主机号，其中不同分类具有不同的网络号长度，并且是固定的。

 

　 IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 主机号 >}

 

子网划分：

　　通过在主机号字段中拿一部分作为子网号，把两级 IP 地址划分为三级 IP 地址。

　    IP 地址 ::= {< 网络号 >, < 子网号 >, < 主机号 >}

要使用子网，必须配置子网掩码。一个 B 类地址的默认子网掩码为 255.255.0.0，如果 B 类地址的子网占两个比特，那么子网掩码为 11111111 11111111 11000000 00000000，也就是 255.255.192.0。

注意，外部网络看不到子网的存在。

无分类：

　  无分类编址 CIDR 消除了传统 A 类、B 类和 C 类地址以及划分子网的概念，使用网络前缀和主机号来对 IP 地址进行编码，网络前缀的长度可以根据需要变化。

　　IP 地址 ::= {< 网络前缀号 >, < 主机号 >}

　　CIDR 的记法上采用在 IP 地址后面加上网络前缀长度的方法，例如 128.14.35.7/20 表示前 20 位为网络前缀。

 

路由器：

　路由选择协议有三种 ： 

　　1、OSPF（开放最短路劲优先）协议

　　2、RIP（距离向量选择）协议

　  3、BGP（边界网关）协议

 

十、Web页面请求过程

　1、DHCP配置主机信息：

　   

　2、ARP解析MAC地址：

• 主机通过浏览器生成一个 TCP 套接字，套接字向 HTTP 服务器发送 HTTP 请求。为了生成该套接字，主机需要知道网站的域名对应的 IP 地址。

• 主机生成一个DNS查询报文，这个查询报文又会被放入目的地址为DNS服务器IP地址的IP数据报中。
• 这个IP数据报又会被放入以太网帧中，该帧发送到网关路由器
• 需要获取网关路由器的MAC地址，这时候需要使用ARP协议

   3、DNS域名解析：

• 知道了网关路由器的 MAC 地址之后，就可以继续 DNS 的解析过程了。

• 网关路由器接收到DNS查询报文的以太网帧后，取出里面的IP数据报，并将IP数据包转发给对应的路由器
• 路由器通过OSPF、RIP和BGP内部和外部的路由选择协议，配置了网关路由器到DNS服务器的路由表
• 到达DNS服务器后，通过DNS查询报文，在DNS中查找待解析的域名.
• 找到DNS记录后，发送DNS回答报文，将回答报文放入TCP或者UDP报文段中，再放入IP数据报，通过路由器反向转发回网关路由器，并经过以太网达到主机

　4、HTTP请求

• 有了 HTTP 服务器的 IP 地址之后，主机就能够生成 TCP 套接字，该套接字将用于向 Web 服务器发送 HTTP 请求报文。

• 发送请求报文前，客户端浏览器会和服务器通过三次握手建立连接
• 建立连接后，服务器就可以接收到请求，然后处理请求，最后把请求结果通过响应报文，返回给浏览器
• 请求完成后，浏览器和服务器通过四次挥手释放连接，至此一次HTTP请求结束。