金九银十即将来临啦,我梳理了50道计算机网络面试题,每一道题目都特别经典,大厂也非常喜欢问。相信大家看完,会有新的收获滴~
思路: 这道面试题主要考察候选人,是否掌握HTTP状态码这个基础知识点。
不管是不是面试需要,我们都要知道,日常开发中的这几个状态码的含义哈:
思路: 这道题主要考察候选人,是否掌握HTTP请求方式这个基础知识点,我们用得比较多就是GET和POST啦。
思路: 这道题主要考察候选人,计算机网络体系结构这个基础知识点。计算机网路体系结构呢,有三层:ISO七层模型、TCP/IP四层模型、五层体系结构。大家可以记住这个图,如下
计算机网络体系结构
ISO七层模型是国际标准化组织(International Organization for Standardization)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。
★- 应用层:网络服务与最终用户的一个接口,常见的协议有:HTTP FTP SMTP SNMP DNS.
- 表示层:数据的表示、安全、压缩。,确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。
- 会话层:建立、管理、终止会话,对应主机进程,指本地主机与远程主机正在进行的会话.
- 传输层:定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验,协议有TCP UDP.
- 网络层:进行逻辑地址寻址,实现不同网络之间的路径选择,协议有ICMP IGMP IP等.
- 数据链路层:在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路。
- 物理层:建立、维护、断开物理连接。
”
★- 应用层:对应于OSI参考模型的(应用层、表示层、会话层)。
- 传输层: 对应OSI的传输层,为应用层实体提供端到端的通信功能,保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。
- 网际层:对应于OSI参考模型的网络层,主要解决主机到主机的通信问题。
- 网络接口层:与OSI参考模型的数据链路层、物理层对应。
”
★- 应用层:对应于OSI参考模型的(应用层、表示层、会话层)。
- 传输层:对应OSI参考模型的的传输层
- 网络层:对应OSI参考模型的的网络层
- 数据链路层:对应OSI参考模型的的数据链路层
- 物理层:对应OSI参考模型的的物理层。
”
思路: 这道题主要考察候选人,是否理解Http协议,它为什么是无状态的呢?如何使它有状态呢?
如何理解无状态这个词呢?
★当浏览器第一次发送请求给服务器时,服务器响应了;如果同个浏览器发起第二次请求给服务器时,它还是会响应,但是呢,服务器不知道你就是刚才的那个浏览器。简言之,服务器不会去记住你是谁,所以是无状态协议。
”
可以通过一个生活中的例子,来更好理解并记住它:
有状态场景:
无状态的场景:
Http加了Cookie的话:
思路: 这道题主要考察的知识点是HTTP的请求过程,DNS解析,TCP三次握手,四次挥手这几个要点,我们都可以讲下。
思路: 这道题主要考察的知识点是HTTP几个版本的区别,我们记住HTTP/1.0默认是短连接,可以强制开启,HTTP/1.1默认长连接,HTTP/2.0采用多路复用就差不多啦。
HTTP/1.0
Connection: keep-alive
这个字段,强制开启长连接。HTTP/1.1
HTTP/2.0
思路: 这道题主要考察的知识点是POST和GET的区别,可以从数据包、编码方式、请求参数、收藏为书签、历史记录、安全性等几方面去回答哈。
这个问题记住keep-alive
就好,也就是说,在HTTP中响应体的Connection字段指定为keep-alive
即可
思路: 这道题实际上是考察TCP长连接的知识点,HTTP的长连接实质是指TCP的长连接。至于什么时候超时,我们记住这几个参数如tcp_keepalive_time、tcp_keepalive_probes就好啦
什么是HTTP的长连接?
如何设置长连接?
通过在头部(请求和响应头)设置Connection字段指定为keep-alive
,HTTP/1.0协议支持,但是是默认关闭的,从HTTP/1.1以后,连接默认都是长连接。
在什么时候会超时呢?
★- HTTP一般会有httpd守护进程,里面可以设置keep-alive timeout,当tcp连接闲置超过这个时间就会关闭,也可以在HTTP的header里面设置超时时间
- TCP 的keep-alive包含三个参数,支持在系统内核的net.ipv4里面设置;当 TCP 连接之后,闲置了tcp_keepalive_time,则会发生侦测包,如果没有收到对方的ACK,那么会每隔 tcp_keepalive_intvl再发一次,直到发送了tcp_keepalive_probes,就会丢弃该连接。
”
1. tcp_keepalive_intvl = 15
2. tcp_keepalive_probes = 5
3. tcp_keepalive_time = 1800
思路: 这道题实际上考察的知识点是HTTP与HTTPS的区别,这个知识点非常重要,可以从安全性、数据是否加密、默认端口等这几个方面去回答哈。其实,当你理解HTTPS的整个流程,就可以很好回答这个问题啦。
我的答案如下:
HTTP,即超文本传输协议,是一个基于TCP/IP通信协议来传递明文数据的协议。HTTP会存在这几个问题:
为了解决Http存在的问题,Https出现啦。
Https是什么?
HTTPS= HTTP+SSL/TLS,可以理解Https是身披SSL(Secure Socket Layer,安全套接层)的HTTP。
它们主要区别如下:
思路: 这道题实际上考察的知识点是HTTPS的工作流程,大家需要回答这几个要点,公私钥、数字证书、加密、对称加密、非对称加密。
Https工作流程
思路: 这道题考查的知识点,也是HTTP状态码,302和301都有重定向的含义,但是它们也是有区别的。
网上有个很形象的例子比喻:
★当一个网站或者网页24—48小时内临时移动到一个新的位置,这时候就要进行302跳转,打个比方说,我有一套房子,但是最近走亲戚去亲戚家住了,过两天我还回来的。而使用301跳转的场景就是之前的网站因为某种原因需要移除掉,然后要到新的地址访问,是永久性的,就比如你的那套房子其实是租的,现在租期到了,你又在另一个地方找到了房子,之前租的房子不住了。
”
思路: 这道题考查的知识点,不仅仅是数字签名,数字证书,很可能面试官也会问你https的原理的,因为https原理跟数字证书有关的哈,大家需要掌握https原理哦。
数字证书是指在互联网通讯中标志通讯各方身份信息的一个数字认证,人们可以在网上用它来识别对方的身份。它的出现,是为了避免身份被篡改冒充的。比如Https的数字证书,就是为了避免公钥被中间人冒充篡改:
数字证书构成
思路: 这道题考察的知识点是对称加密与非对称加密算法,什么是对称加密,什么是非对称加密呢?
对称加密:指加密和解密使用同一密钥,优点是运算速度较快,缺点是如何安全将密钥传输给另一方。常见的对称加密算法有:DES、AES等。
对称加密
非对称加密:指的是加密和解密使用不同的密钥(即公钥和私钥)。公钥与私钥是成对存在的,如果用公钥对数据进行加密,只有对应的私钥才能解密。常见的非对称加密算法有RSA。
非对称加密
思路: 这道题考察的知识点是DNS域名解析,http请求的过程,是涉及到DNS域名解析的,这道面试题也挺经典的,大家可以看下《图解HTTP》那本书哈。
★DNS,英文全称是domain name system,域名解析系统,是Internet上作为域名和IP相互映射的一个分布式数据库。它的作用很明确,就是可以根据域名查出对应的IP地址。在浏览器缓存、本地DNS服务器、根域名服务器都是怎么查找的,大家回答的时候都可以说下哈。
”
DNS的解析过程如下图:
DNS解析查找过程
假设你要查询www.baidu.com的IP地址:
★- 首先会查找浏览器的缓存,看看是否能找到www.baidu.com对应的IP地址,找到就直接返回;否则进行下一步。
- 将请求发往给本地DNS服务器,如果查找到也直接返回,否则继续进行下一步;
- 本地DNS服务器向根域名服务器发送请求,根域名服务器返回负责
.com
的顶级域名服务器的IP地址的列表。- 本地DNS服务器再向其中一个负责
.com
的顶级域名服务器发送一个请求,返回负责.baidu
的权威域名服务器的IP地址列表。- 本地DNS服务器再向其中一个权威域名服务器发送一个请求,返回www.baidu.com所对应的IP地址。
”
思路: 这道题考察的知识点是CSRF攻击,它是属于网络安全这块的知识点,还有Xss攻击、SQL注入、DDoS等这些常见的网络攻击,我们都需要知道攻击的流程哈。
什么是CSRF 攻击?
★CSRF,跨站请求伪造(英文全称是Cross-site request forgery),是一种挟制用户在当前已登录的Web应用程序上执行非本意的操作的攻击方法。
”
CSRF是如何攻击的呢?
来看一个来自百度百科的例子哈:
怎么解决CSRF攻击呢?
为了大家方便记忆,我还是画个思维导图吧,如下:
思路: 这是一个比较基础的知识点,经常有小伙伴会搞混。
★具体来说,Socket是一套标准,它完成了对TCP/IP的高度封装,屏蔽网络细节,以方便开发者更好地进行网络编程。
”
思路: 这是涉及网络安全的一个知识点,DDos还会挺常见的,如SYN Flood。
★- DOS: (Denial of Service),翻译过来就是拒绝服务,一切能引起DOS行为的攻击都被称为DOS攻击。最常见的DoS攻击就有计算机网络宽带攻击、连通性攻击。
- DDoS: (Distributed Denial of Service),翻译过来是分布式拒绝服务。是指处于不同位置的多个攻击者同时向一个或几个目标发动攻击,或者一个攻击者控制了位于不同位置的多台机器并利用这些机器对受害者同时实施攻击。常见的DDos有SYN Flood、Ping of Death、ACK Flood、UDP Flood等。
- DRDoS: (Distributed Reflection Denial of Service),中文是分布式反射拒绝服务,该方式靠的是发送大量带有被害者IP地址的数据包给攻击主机,然后攻击主机对IP地址源做出大量回应,从而形成拒绝服务攻击。
”
思路: XSS攻击也是比较常见,XSS,叫跨站脚本攻击(Cross-Site Scripting),因为会与层叠样式表(Cascading Style Sheets, CSS)的缩写混淆,因此有人将跨站脚本攻击缩写为XSS。它指的是恶意攻击者往Web页面里插入恶意html代码,当用户浏览该页之时,嵌入其中Web里面的html代码会被执行,从而达到恶意攻击用户的特殊目的。XSS攻击一般分三种类型:存储型 、反射型 、DOM型XSS
拿反射型举个例子吧,流程图如下:
<a href="xxx"
等,要校验内容,禁止以script开头的非法链接。思路: HTTP请求,一个非常非常基础的知识点,一定需要掌握的。其实觉得跟浏览器地址栏输入url到显示主页这道题有点类似。
我的答案如下:
HTTP是一个基于TCP/IP协议来传递数据的超文本传输协议,传输的数据类型有HTML,图片等。以访问百度有例子,看下一次Http的请求过程吧
Http请求过程
思路: 这道题有点偏Java web方向的。以前记得刚出来实习找工作的时候,面试官可喜欢问这道题啦,当时我记的答案就是,forward是转发,redirect是重定向。
我的答案如下:
★- 直接转发方式(Forward) ,客户端和浏览器只发出一次请求,Servlet、HTML、JSP或其它信息资源,由第二个信息资源响应该请求,在请求对象request中,保存的对象对于每个信息资源是共享的。
- 间接转发方式(Redirect) 实际是两次HTTP请求,服务器端在响应第一次请求的时候,让浏览器再向另外一个URL发出请求,从而达到转发的目的。
”
举个通俗的例子:
★- 直接转发就相当于:“A找B借钱,B说没有,B去找C借,借到借不到都会把消息传递给A”;
- 间接转发就相当于:"A找B借钱,B说没有,让A去找C借"。**
”
看下这两个图,可以更容易理解一些:
思路: SQL注入是最经典的安全问题。无论你是前端开发还是后端开发,都必须掌握的。
★SQL注入是一种代码注入技术,一般被应用于攻击web应用程序。它通过在web应用接口传入一些特殊参数字符,来欺骗应用服务器,执行恶意的SQL命令,以达到非法获取系统信息的目的。它目前是黑客对数据库进行攻击的最常用手段之一。
”
举个常见的业务场景:在web表单搜索框输入员工名字,然后后台查询出对应名字的员工。
这种场景下,一般都是前端页面,把一个名字参数name传到后台,然后后台通过SQL把结果查询出来
name = "田螺"; //前端传过来的
SQL= "select * from staff where name=" + name; //根据前端传过来的name参数,查询数据库员工表staff
因为SQL是直接拼接的,如果我们完全信任前端传的参数的话。假如前端传这么一个参数时'' or '1'='1'
,SQL就变成酱紫的啦。
select * from staff where name='' or '1'='1';
这个SQL会把所有的员工信息全都查出来了,酱紫就请求用户已经越权啦。请求者可以获取所有员工的信息,信息已经暴露了啦。
1). 使用#{}而不是 ${}
在MyBatis中,使用#{}
而不是${}
,可以很大程度防止sql注入。
#{}
是一个参数占位符,对于字符串类型,会自动加上"",其他类型不加。由于Mybatis采用预编译,其后的参数不会再进行SQL编译,所以一定程度上防止SQL注入。${}
是一个简单的字符串替换,字符串是什么,就会解析成什么,存在SQL注入风险2). 不要暴露一些不必要的日志或者安全信息,比如避免直接响应一些sql异常信息。
如果SQL发生异常了,不要把这些信息暴露响应给用户,可以自定义异常进行响应
3). 不相信任何外部输入参数,过滤参数中含有的一些数据库关键词关键词
可以加个参数校验过滤的方法,过滤union,or
等数据库关键词
4). 适当的权限控制
在你查询信息时,先校验下当前用户是否有这个权限。比如说,实现代码的时候,可以让用户多传一个企业Id什么的,或者获取当前用户的session信息等,在查询前,先校验一下当前用户是否是这个企业下的等等,是的话才有这个查询员工的权限。
我们先来看Session和Cookie的概念吧:
Session 和Cookie的区别主要有这些:
来看个图吧:
★- 用户第一次请求服务器时,服务器根据用户提交的信息,创建对应的Session,请求返回时将此Session的唯一标识信息SessionID返回给浏览器,浏览器接收到服务器返回的SessionID信息后,会将此信息存入Cookie中,同时Cookie记录此SessionID是属于哪个域名。
- 当用户第二次访问服务器时,请求会自动判断此域名下是否存在Cookie信息,如果存在,则自动将Cookie信息也发送给服务端,服务端会从Cookie中获取SessionID,再根据 SessionID查找对应的 Session信息,如果没有找到,说明用户没有登录或者登录失效,如果找到Session证明用户已经登录可执行后面操作。
”
一般可以这么认为,IP地址=网络号+主机号。
IP地址分为A,B,C,D,E五大类:
IP地址分类
ARP 协议协议,Address Resolution Protocol,地址解析协议,它是用于实现IP地址到MAC地址的映射。
★
- 首先,每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址的对应关系。
- 当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时,会首先检查自己的ARP列表,是否存在该IP地址对应的MAC地址;如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址;如果没有,就向本地网段发起一个ARP请求的广播包,查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求的数据包里,包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。
- 网络中所有的主机收到这个ARP请求后,会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同,就会忽略此数据包;如果相同,该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中,如果ARP表中已经存在该IP的信息,则将其覆盖,然后给源主机发送一个 ARP响应数据包,告诉对方自己是它需要查找的MAC地址。
- 源主机收到这个ARP响应数据包后,将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中,并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。
”
★- 简而言之,标识网络中的一台计算机,比较常用的就是IP地址和MAC地址,但计算机的IP地址可由用户自行更改,管理起来就相对困难,而MAC地址不可更改,所以一般会把IP地址和MAC地址组合起来使用。
- 那只使用MAC地址不用IP地址行不行呢?不行的!因为最早就是MAC地址先出现的,并且当时并不用IP地址,只用MAC地址,后来随着网络中的设备越来越多,整个路由过程越来越复杂,便出现了子网的概念。对于目的地址在其他子网的数据包,路由只需要将数据包送到那个子网即可。
- 那为什么要用IP地址呢?是因为IP地址是和地域相关的,对于同一个子网上的设备,IP地址的前缀都是一样的,这样路由器通过IP地址的前缀就知道设备在在哪个子网上了,而只用MAC地址的话,路由器则需要记住每个MAC地址在哪个子网,这需要路由器有极大的存储空间,是无法实现的。
- IP地址可以比作为地址,MAC地址为收件人,在一次通信过程中,两者是缺一不可的。
”
基于TCP的应用层协议有:HTTP、FTP、SMTP、TELNET、SSH
基于UDP的应用层协议:DNS、TFTP、SNMP
除时间等待计时器外,TCP 还有一个保活计时器(keepalive timer)。设想这样的场景:客户已主动与服务器建立了TCP连接。但后来客户端的主机突然发生故障。显然,服务器以后就不能再收到客户端发来的数据。因此,应当有措施使服务器不要再白白等待下去。这就需要使用保活计时器了。
服务器每收到一次客户的数据,就重新设置保活计时器,时间的设置通常是两个小时。若两个小时都没有收到客户端的数据,服务端就发送一个探测报文段,以后则每隔 75秒钟发送一次。若连续发送10个探测报文段后仍然无客户端的响应,服务端就认为客户端出了故障,接着就关闭这个连接。
我们先来复习下TCP的四次挥手
FIN
后,TCP协议栈就会自动发送ACK,接着进入CLOSE_WAIT状态。ICMP,Internet Control Message Protocol ,Internet控制消息协议。
比如我们日常使用得比较多的ping,就是基于ICMP的。
★ping,Packet Internet Groper,是一种因特网包探索器,用于测试网络连接量的程序。Ping是工作在TCP/IP网络体系结构中应用层的一个服务命令, 主要是向特定的目的主机发送ICMP(Internet Control Message Protocol 因特网报文控制协议) 请求报文,测试目的站是否可达及了解其有关状态
”
一般来说,ping可以用来检测网络通不通。它是基于ICMP
协议工作的。假设机器A ping机器B,工作过程如下:
思路: TCP连接的三次握手机制,最重要的知识点,必须得会,通讯过程以及客户端、服务器的对应的状态都需要记住哈。
TCp提供可靠的连接服务,连接是通过三次握手进行初始化的。三次握手的目的就是同步连接双方的序列号和确认号并交换TCP窗口大小信息。我们一起来看下流程图哈:
TCP三次握手
思路: TCP握手为什么不能是两次,为什么不能是四次呢?为了方便理解,我们以男孩子和女孩子谈恋爱为例子:两个人能走到一起,最重要的事情就是相爱,就是我爱你,并且我知道,你也爱我,接下来我们以此来模拟三次握手的过程:
为什么握手不能是两次呢?
如果只有两次握手,女孩子可能就不知道,她的那句我也爱你,男孩子是否收到,恋爱关系就不能愉快展开。
为什么握手不能是四次呢?
因为握手不能是四次呢?因为三次已经够了,三次已经能让双方都知道:你爱我,我也爱你。而四次就多余了。
思路: TCP的四次挥手,也是最重要的知识点,一般跟三次握手会一起考的,必须得记住。
TCP四次挥手过程
思路: TCP挥手为什么需要四次呢?为了方便大家理解,再举个生活的例子吧。
★小明和小红打电话聊天,通话差不多要结束时,小红说,“我没啥要说的了”。小明回答,“我知道了”。但是小明可能还有要说的话,小红不能要求小明跟着她自己的节奏结束通话,于是小明可能又叽叽歪歪说了一通,最后小明说,“我说完了”,小红回答,“我知道了”,这样通话才算结束。
”
思路: 这个问得频率特别高。去面试前,一定要把这道题拿下哈。
2MSL,two Maximum Segment Lifetime,即两个最大段生命周期。假设主动发起挥手的是客户端,那么需要2MSL的原因是:
★- 1.为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务端。 这个ACK报文段有可能丢失,因而使处在LAST-ACK状态的服务端就收不到对已发送的FIN + ACK报文段的确认。服务端会超时重传这个FIN+ACK 报文段,而客户端就能在 2MSL 时间内(超时 + 1MSL 传输)收到这个重传的 FIN+ACK 报文段。接着客户端重传一次确认,重新启动2MSL计时器。最后,客户端和服务器都正常进入到CLOSED状态。
- 2. 防止已失效的连接请求报文段出现在本连接中。客户端在发送完最后一个ACK报文段后,再经过时间2MSL,就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失。这样就可以使下一个连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。
”
TCP是面向流,没有界限的一串数据。TCP底层并不了解上层业务数据的具体含义,它会根据TCP缓冲区的实际情况进行包的划分,所以在业务上认为,一个完整的包可能会被TCP拆分成多个包进行发送,也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送,这就是所谓的TCP粘包和拆包问题。
TCP的粘包和拆包
为什么会产生粘包和拆包呢?
解决方案:
TCP三次握手,发送端和接收端进入到ESTABLISHED状态,它们即可以愉快地传输数据啦。
但是发送端不能疯狂地向接收端发送数据,因为接收端接收不过来的话,接收方只能把处理不过来的数据存在缓存区里。如果缓存区都满了,发送方还在疯狂发送数据的话,接收方只能把收到的数据包丢掉,这就浪费了网络资源啦。
★TCP 提供一种机制可以让发送端根据接收端的实际接收能力控制发送的数据量,这就是流量控制。
”
TCP通过滑动窗口来控制流量,我们看下流量控制的简要流程吧:
首先双方三次握手,初始化各自的窗口大小,均为 400 个字节。
TCP的流量控制
SND.NXT
会右移200个字节,也就是说当前的可用窗口减少了200 个字节。思路讲解: 我以前面试的时候,面试官就问我什么是半连接队列、什么是全连接队列,哈哈。我们需要掌握半连接队列、全连接对列是啥,还需要清楚半连接队列和 SYN Flood攻击有什么关系。
我的答案如下:
TCP进入三次握手前,服务端会从CLOSED状态变为LISTEN状态,同时在内部创建了两个队列:半连接队列(SYN队列)和全连接队列(ACCEPT队列)。
什么是半连接队列(SYN队列) 呢? 什么是全连接队列(ACCEPT队列) 呢?回忆下TCP三次握手的图:
三次握手
SYN Flood是一种典型的DDos攻击,它在短时间内,伪造不存在的IP地址,向服务器大量发起SYN报文。当服务器回复SYN+ACK报文后,不会收到ACK回应报文,导致服务器上建立大量的半连接半连接队列满了,这就无法处理正常的TCP请求啦。
那么有哪些方案应对呢?主要有 syn cookie和SYN Proxy防火墙等。
★- syn cookie:在收到SYN包后,服务器根据一定的方法,以数据包的源地址、端口等信息为参数计算出一个cookie值作为自己的SYNACK包的序列号,回复SYN+ACK后,服务器并不立即分配资源进行处理,等收到发送方的ACK包后,重新根据数据包的源地址、端口计算该包中的确认序列号是否正确,如果正确则建立连接,否则丢弃该包。
- SYN Proxy防火墙:服务器防火墙会对收到的每一个SYN报文进行代理和回应,并保持半连接。等发送方将ACK包返回后,再重新构造SYN包发到服务器,建立真正的TCP连接。
”
思路讲解: TCP滑动窗口是个高频考点,我们需要知道TCP报文首部有个字段win控制窗口大小的,同时也需要掌握,滑动窗口是怎么滑的。
TCP 发送一个数据,如果需要收到确认应答,才会发送下一个数据。这样的话就会有个缺点:效率会比较低。
★这就好像我们面对面在聊天,你说完一句,我应答之后,你才能说下一句。那么,如果我在忙其他事情,没有能够及时回复你呢?你说完一句后,要等到我忙完回复你,你才说下句,这显然不现实,效率太低。
”
为了解决这个问题,TCP引入了窗口,它是操作系统开辟的一个缓存空间。窗口大小值表示无需等待确认应答,而可以继续发送数据的最大值。
TCP头部有个字段叫win,也即那个16位的窗口大小,它告诉对方本端的TCP接收缓冲区还能容纳多少字节的数据,这样对方就可以控制发送数据的速度,从而达到流量控制的目的。
★通俗点讲,就是接受方每次收到数据包,在发送确认报文的时候,同时告诉发送方,自己的缓存区还有多少空余空间,缓冲区的空余空间,我们就称之为接受窗口大小。这就是win。
”
TCP 滑动窗口分为两种: 发送窗口和接收窗口。发送端的滑动窗口包含四大部分,如下:
接收方的滑动窗口包含三大部分,如下:
思路讲解: TCP拥塞机制也是个高频考点,需要掌握它跟流量控制的区别,也需要掌握拥塞控制的这几种算法:慢启动算法、拥塞避免、拥塞发生、快速恢复算法。
拥塞控制是作用于网络的,防止过多的数据包注入到网络中,避免出现网络负载过大的情况。它的目标主要是最大化利用网络上瓶颈链路的带宽。它跟流量控制又有什么区别呢?流量控制是作用于接收者的,根据接收端的实际接收能力控制发送速度,防止分组丢失的。
我们可以把网络链路比喻成一根水管,如果我们想最大化利用网络来传输数据,那就是尽快让水管达到最佳充满状态。
发送方维护一个拥塞窗口cwnd(congestion window) 的变量,用来估算在一段时间内这条链路(水管)可以承载和运输的数据(水)的数量。它大小代表着网络的拥塞程度,并且是动态变化的,但是为了达到最大的传输效率,我们该如何知道这条水管的运送效率是多少呢?
一个比较简单的方法就是不断增加传输的水量,直到水管快要爆裂为止(对应到网络上就是发生丢包),用 TCP的描述就是:
★只要网络中没有出现拥塞,拥塞窗口的值就可以再增大一些,以便把更多的数据包发送出去,但只要网络出现拥塞,拥塞窗口的值就应该减小一些,以减少注入到网络中的数据包数。
”
实际上,拥塞控制主要有这几种常用算法
慢启动算法,表面意思就是,别急慢慢来。它表示TCP建立连接完成后,一开始不要发送大量的数据,而是先探测一下网络的拥塞程度。由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小,如果没有出现丢包,每收到一个ACK,就将拥塞窗口cwnd大小就加1(单位是MSS)。每轮次发送窗口增加一倍,呈指数增长,如果出现丢包,拥塞窗口就减半,进入拥塞避免阶段。
为了防止cwnd增长过大引起网络拥塞,还需设置一个慢启动阀值ssthresh(slow start threshold)状态变量。当cwnd
到达该阀值后,就好像水管被关小了水龙头一样,减少拥塞状态。即当cwnd >ssthresh时,进入了拥塞避免算法。
一般来说,慢启动阀值ssthresh是65535字节,cwnd
到达慢启动阀值后
显然这是一个线性上升的算法,避免过快导致网络拥塞问题。
当网络拥塞发生丢包时,会有两种情况:
如果是发生了RTO超时重传,就会使用拥塞发生算法
这真的是辛辛苦苦几十年,一朝回到解放前。其实还有更好的处理方式,就是快速重传。发送方收到3个连续重复的ACK时,就会快速地重传,不必等待RTO超时再重传。
image.png
慢启动阀值ssthresh 和 cwnd 变化如下:
快速重传和快速恢复算法一般同时使用。快速恢复算法认为,还有3个重复ACK收到,说明网络也没那么糟糕,所以没有必要像RTO超时那么强烈。
正如前面所说,进入快速恢复之前,cwnd 和 sshthresh已被更新:
- cwnd = cwnd /2
- sshthresh = cwnd
然后,真正的快速算法如下:
思路: 这道题,校招的时候,问的概率高点,概念性的东西,TCP是面向连接,而UDP是无连接。
TCP和UDP对比
思路: TCP是可靠的连接,为什么具有可靠性呢?记住这些点:连接和断开的可靠性(三次握手,四次挥手)、有状态(哪些数据发送了,哪些没发)、可控制(超时重传、流量控制、拥塞控制等)。
思路: 小伙伴们,可以记下这个图。
如果发送方疯狂地向接收方发送很小的数据包,比如一次就发送1个字节,那么显然会有问题。
★TCP/IP协议中,无论发送多少数据,总是需要在数据前面加上协议头,同时,对方接收到数据,也需要发送ACK表示确认。为了尽可能的利用网络带宽,TCP总是希望尽可能的发送足够大的数据。Nagle算法就是为了尽可能发送大块数据,避免网络中充斥着许多小数据块。
”
Nagle算法:任意时刻,最多只能有一个未被确认的小段。所谓“小段”,指的是小于MSS尺寸的数据块,所谓“未被确认”,是指一个数据块发送出去后,没有收到对方发送的ACK确认该数据已收到。
Nagle算法的实现规则:
★- 如果包长度达到MSS,则允许发送;
- 如果该包含有FIN,则允许发送;
- 设置了TCP_NODELAY选项,则允许发送;
- 未设置TCP_CORK选项时,若所有发出去的小数据包(包长度小于MSS)均被确认,则允许发送;
- 上述条件都未满足,但发生了超时(一般为200ms),则立即发送。
”
如果接受方刚接收到发送方的数据包,在很短很短的时间内,又接收到第二个包。那么请问接收方是一个一个地回复好点,还是合在一起回复好呢?
★接收方收到数据包后,如果暂时没有数据要发给对端,它可以等一小段时间,再确认(Linux上默认是40ms)。如果这段时间刚好有数据要传给对端,ACK就随着数据传输,而不需要单独发送一次ACK。如果超过时间还没有数据要发送,也发送ACK,避免对端以为丢包。
”
但是有些场景不能用延迟确认,比如发现了乱序包、接收到了大于一个 frame 的报文,且需要调整窗口大小等。
一般情况下,Nagle算法和延迟确认不能一起使用,Nagle算法意味着延迟发,延迟确认意味着延迟接收,酱紫就会造成更大的延迟,会产生性能问题。
思路讲解: TCP的重传机制,也是道非常高频的面试题。重传包括超时重传、快速重传、带选择确认的重传(SACK)、重复SACK四种。
超时重传,是TCP协议保证数据可靠性的另一个重要机制,其原理是在发送某一个数据以后就开启一个计时器,在一定时间内如果没有得到发送的数据报的ACK报文,那么就重新发送数据,直到发送成功为止。
这个一定时间内,一般是多少比较合理呢?来看下什么叫RTT(Round-Trip Time,往返时间)。
RTT就是数据完全发送完,到收到确认信号的时间,即数据包的一次往返时间。超时重传时间,就是RTO(Retransmission Timeout)。
那么,RTO到底设置多大呢?
一般来说,RTO略微大于RTT,效果是最佳的。其实,RTO有个标准方法的计算公式,也叫Jacobson / Karels 算法。一起来看下吧:
1. 首先计算SRTT(即计算平滑的RTT)
SRTT = (1 - α) * SRTT + α * RTT //求 SRTT 的加权平均
2. 其次,计算RTTVAR (round-trip time variation)
RTTVAR = (1 - β) * RTTVAR + β * (|RTT - SRTT|) //计算 SRTT 与真实值的差距
3. 最后,得出最终的RTO
RTO = µ * SRTT + ∂ * RTTVAR = SRTT + 4·RTTVAR
一般情况,α、β等的参数取值如下:
α = 0.125,β = 0.25, μ = 1,∂ = 4
别问这些参数是怎么来的,它们是大量实践,调出的最优参数。
超时重传不是十分完美的重传方案,它有这些缺点:
★- 当一个报文丢失时,会等待一定的超时周期,才重传分组,增加了端到端的时延。
- 当一个报文丢失时,在其等待超时的过程中,可能会出现这种情况:其后的报文段已经被接收端接收但却迟迟得不到确认,发送端会认为也丢失了,从而引起不必要的重传,既浪费资源也浪费时间。
”
并且,对于TCP,如果发生一次超时重传,时间间隔下次就会加倍。
其实可以使用快速重传,来解决超时重发的时间等待问题。它不以时间驱动,而是以数据驱动。它是基于接收端的反馈信息来引发重传的。快速重传流程如下:
快速重传流程
发送方发送了 1,2,3,4,5,6份数据:
但是呢,快速重传也可能有问题:ACK只向告知发送方,最大的有序报文段。到底是哪个报文丢失了呢?并不确定!那到底该重传多少个包呢?
★是重传 Seq=3 ?还是重传 Seq=3、Seq=4、Seq=5、Seq=6 呢?因为发送端并不清楚这三个连续的 ACK=3 是谁传回来的。
”
为了解决:应该重传多少个包的问题? TCP提供了带选择确认的重传(即SACK,Selective Acknowledgment)。
★SACK机制就是,在快速重传的基础上,接收方返回最近收到报文段的序列号范围,这样发送方就知道接收方哪些数据包是没收到的。这样就很清楚应该重传哪些数据包啦。
”
SACK机制
如上图中,发送方收到了三次同样的ACK=30的确认报文,于是就会触发快速重发机制,通过SACK信息发现只有30~39
这段数据丢失,于是重发时,就只选择了这个30~39
的TCP报文段进行重发。
★D-SACK,英文是Duplicate SACK,是在SACK的基础上做了一些扩展,主要用来告诉发送方,有哪些数据包,自己重复接受了。DSACK的目的是帮助发送方判断,是否发生了包失序、ACK丢失、包重复或伪重传。让TCP可以更好的做网络流控。来看个图吧:
”
D-SACK简要流程
[1]http的长连接和短连接(史上最通俗!): https://www.jianshu.com/p/3fc3646fad80
[2]Cookie和Session的区别: https://zhuanlan.zhihu.com/p/66754258
[3]ARP协议的工作机制详解: http://c.biancheng.net/view/6388.html
[4]ARP协议工作流程: https://blog.csdn.net/qq_44041062/article/details/109844155
[5]一文搞定所有计算机网络面试题: https://segmentfault.com/a/1190000038526729
本文由哈喽比特于3年以前收录,如有侵权请联系我们。
文章来源:https://mp.weixin.qq.com/s/TxgtGsU8MY-R96lNl5B6ig
京东创始人刘强东和其妻子章泽天最近成为了互联网舆论关注的焦点。有关他们“移民美国”和在美国购买豪宅的传言在互联网上广泛传播。然而,京东官方通过微博发言人发布的消息澄清了这些传言,称这些言论纯属虚假信息和蓄意捏造。
日前,据博主“@超能数码君老周”爆料,国内三大运营商中国移动、中国电信和中国联通预计将集体采购百万台规模的华为Mate60系列手机。
据报道,荷兰半导体设备公司ASML正看到美国对华遏制政策的负面影响。阿斯麦(ASML)CEO彼得·温宁克在一档电视节目中分享了他对中国大陆问题以及该公司面临的出口管制和保护主义的看法。彼得曾在多个场合表达了他对出口管制以及中荷经济关系的担忧。
今年早些时候,抖音悄然上线了一款名为“青桃”的 App,Slogan 为“看见你的热爱”,根据应用介绍可知,“青桃”是一个属于年轻人的兴趣知识视频平台,由抖音官方出品的中长视频关联版本,整体风格有些类似B站。
日前,威马汽车首席数据官梅松林转发了一份“世界各国地区拥车率排行榜”,同时,他发文表示:中国汽车普及率低于非洲国家尼日利亚,每百户家庭仅17户有车。意大利世界排名第一,每十户中九户有车。
近日,一项新的研究发现,维生素 C 和 E 等抗氧化剂会激活一种机制,刺激癌症肿瘤中新血管的生长,帮助它们生长和扩散。
据媒体援引消息人士报道,苹果公司正在测试使用3D打印技术来生产其智能手表的钢质底盘。消息传出后,3D系统一度大涨超10%,不过截至周三收盘,该股涨幅回落至2%以内。
9月2日,坐拥千万粉丝的网红主播“秀才”账号被封禁,在社交媒体平台上引发热议。平台相关负责人表示,“秀才”账号违反平台相关规定,已封禁。据知情人士透露,秀才近期被举报存在违法行为,这可能是他被封禁的部分原因。据悉,“秀才”年龄39岁,是安徽省亳州市蒙城县人,抖音网红,粉丝数量超1200万。他曾被称为“中老年...
9月3日消息,亚马逊的一些股东,包括持有该公司股票的一家养老基金,日前对亚马逊、其创始人贝索斯和其董事会提起诉讼,指控他们在为 Project Kuiper 卫星星座项目购买发射服务时“违反了信义义务”。
据消息,为推广自家应用,苹果现推出了一个名为“Apps by Apple”的网站,展示了苹果为旗下产品(如 iPhone、iPad、Apple Watch、Mac 和 Apple TV)开发的各种应用程序。
特斯拉本周在美国大幅下调Model S和X售价,引发了该公司一些最坚定支持者的不满。知名特斯拉多头、未来基金(Future Fund)管理合伙人加里·布莱克发帖称,降价是一种“短期麻醉剂”,会让潜在客户等待进一步降价。
据外媒9月2日报道,荷兰半导体设备制造商阿斯麦称,尽管荷兰政府颁布的半导体设备出口管制新规9月正式生效,但该公司已获得在2023年底以前向中国运送受限制芯片制造机器的许可。
近日,根据美国证券交易委员会的文件显示,苹果卫星服务提供商 Globalstar 近期向马斯克旗下的 SpaceX 支付 6400 万美元(约 4.65 亿元人民币)。用于在 2023-2025 年期间,发射卫星,进一步扩展苹果 iPhone 系列的 SOS 卫星服务。
据报道,马斯克旗下社交平台𝕏(推特)日前调整了隐私政策,允许 𝕏 使用用户发布的信息来训练其人工智能(AI)模型。新的隐私政策将于 9 月 29 日生效。新政策规定,𝕏可能会使用所收集到的平台信息和公开可用的信息,来帮助训练 𝕏 的机器学习或人工智能模型。
9月2日,荣耀CEO赵明在采访中谈及华为手机回归时表示,替老同事们高兴,觉得手机行业,由于华为的回归,让竞争充满了更多的可能性和更多的魅力,对行业来说也是件好事。
《自然》30日发表的一篇论文报道了一个名为Swift的人工智能(AI)系统,该系统驾驶无人机的能力可在真实世界中一对一冠军赛里战胜人类对手。
近日,非营利组织纽约真菌学会(NYMS)发出警告,表示亚马逊为代表的电商平台上,充斥着各种AI生成的蘑菇觅食科普书籍,其中存在诸多错误。
社交媒体平台𝕏(原推特)新隐私政策提到:“在您同意的情况下,我们可能出于安全、安保和身份识别目的收集和使用您的生物识别信息。”
2023年德国柏林消费电子展上,各大企业都带来了最新的理念和产品,而高端化、本土化的中国产品正在不断吸引欧洲等国际市场的目光。
罗永浩日前在直播中吐槽苹果即将推出的 iPhone 新品,具体内容为:“以我对我‘子公司’的了解,我认为 iPhone 15 跟 iPhone 14 不会有什么区别的,除了序(列)号变了,这个‘不要脸’的东西,这个‘臭厨子’。