计算机网络

(1)OSI 的七层模型分别是？各自的功能是什么？

• 物理层：建立物理连接，数据以比特流传输。
• 数据链路层：IP数据报封装成帧，建立逻辑连接，进行硬件地址寻址，如何传输，差错校验等功能。
• 网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择，分组传输，路由器的选择与转发。
• 传输层：端到端传输数据(如TCP,UDP),流量控制，差错校验等基本功能。
• 会话层：建立、管理、维护、终止 应用程序进程之间会话。负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。
• 表示层：管理数据的加密和压缩。
• 应用层：各种应用程序，通过应用进程间的交互来完成特定的网络应用

请求行：用于描述客户端的请求方式，请求的资源名称以及使用的HTTP协议的版本号（例GET/books/java.html HTTP/1.1）。

请求头：用于描述客户端请求哪台主机，以及客户端的一些环境信息等。

注：这里提一个请求头 Connection，Connection设置为 keep-alive用于说明 客户端这边设置的是，本次HTTP请求之后并不需要关闭TCP连接，这样可以使下次HTTP请求使用相同的TCP通道，节省TCP建立连接的时间

请求正文：当使用POST, PUT等方法时，通常需要客户端向服务器传递数据。这些数据就储存在请求正文中。

状态行：状态行用于表示服务器对请求的处理结果

响应头：响应头用于描述服务器的基本信息，以及客户端如何处理数据

实体内容：服务器返回给客户端的数据

DNS(Domain Name System，域名系统)，因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库

通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。

应用层协议，使用UDP传输。

为什么域名解析用UDP协议？

因为UDP快啊！基于UDP的DNS协议只要一个请求、一个应答就够了。
客户端向DNS服务器查询域名，一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可。不用经过TCP三次握手，这样DNS服务器负载更低，响应更快。

注：

UDP报文的最大长度为512字节，而TCP则允许报文长度超过512字节。当DNS查询超过512字节时，协议的TC标志出现删除标志，这时则使用TCP发送。通常传统的UDP报文一般不会大于512字节。

域名解析过程(工作原理)：

1）当用户输入域名时，浏览器先检查自己的缓存中是否 这个域名映射的ip地址，有解析结束。
2）若没命中，则检查操作系统缓存（如Windows的hosts文件）中有没有解析过的结果，有解析结束。
3）若无命中， 则向本地域名服务器(LDNS)进行递归查询。
4）若LDNS没有命中，本地域名服务器采用迭代查询，向一个根域名服务器进行查询。根域名服务器返回给LDNS一个顶级域名服务器IP地址。
5） 此时LDNS再发向顶级域名服务器进行查询， 接受请求的顶级域名服务器，查找并返回这个域名对应的Name Server(该网站注册的域名服务器)的IP地址。
6） Name Server根据映射关系表找到目标IP， 连同一个TTL值返回给LDNS。
7） LDNS缓存这个域名和对应的ip， 并把解析的结果返回给用户。
8）用户根据TTL值将解析结果缓存到本地系统缓存中，域名解析过程至此结束。

注：
主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。

(5)DNS负载均衡是什么策略？

当一个网站有足够多的用户的时候，假如同时对同一台服务器发起资源请求，那么这台服务器随时可能会蹦掉。处理办法就是用DNS负载均衡技术。

原理：在DNS服务器中为同一个主机名配置多个IP地址。在应答DNS查询时，DNS服务器对每个查询将以DNS主机文件中记录的IP地址按顺序返回不同的解析结果，将客户端的访问引导到不同的机器上去，使得不同的客户端访问不同的服务器，从而达到负载均衡的目的。(例如可以根据每台机器的负载量，该机器离用户地理位置的距离等等)

区域传输：一个区中主DNS服务器从自己本机的数据文件中读取该区的DNS数据信息，而辅助DNS服务器则从区的主DNS服务器中读取该区的DNS数据信息。

域名解析：通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程

域名解析使用UDP协议的原因：

域名解析时一般返回的内容都不超过512字节，使用udp传输。不用经过TCP三次握手，这样DNS服务器负载更低，响应更快。

(注：当域名解析的反馈报文的长度超过512字节时，将不能使用udp协议进行解析，此时必须使用tcp。但是通常传统的UDP报文一般不会大于512字节)。

区域传输使用TCP协议的原因：

区域传输的数据量相比单次DNS查询的数据量要大得多。

区域传输对数据的可靠性要求高，因此使用TCP协议。

(7)HTTP长连接和短连接的区别

在HTTP/1.0中默认使用短连接(非持续性连接)。也就是说，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。

(如果客户端浏览器访问的某个HTML或其他类型的 Web页中包含有其他的Web资源，如JavaScript文件、图像文件、CSS文件等；当浏览器每遇到这样一个Web资源，就会建立一个HTTP会话)
而从HTTP/1.1起，默认使用长连接(持续性连接)，用以保持连接特性。

(在使用长连接的情况下，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)

(8)为什么服务器会缓存这一项功能?如何实现的？

原因：

1. 缓解服务器压力。
2. 降低客户端获取资源的延迟。

实现方法：

1. 让代理服务器进行缓存。
2. 让客户端浏览器进行缓存。

(9)HTTP请求方法你知道多少？

客户端发送的 请求报文 第一行为请求行，包含了方法字段。
根据 HTTP 标准，HTTP 请求可以使用多种请求方法。
HTTP1.0 定义了三种请求方法： GET、POST、HEAD方法。
HTTP1.1 新增了六种请求方法：OPTIONS、PUT、PATCH、DELETE、TRACE、CONNECT 方法。

(10)GET和POST的区别，你知道哪些？

1. get是获取数据，post是修改数据
2. get把请求的数据放在URL上， 以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，所以get不太安全。而post把数据放在HTTP的包体内（requrest body）
3. get提交的数据最大是2k（ 限制实际上取决于浏览器）， post理论上没有限制。
4. GET产生一个TCP数据包，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200(返回数据); POST产生两个TCP数据包，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok(返回数据)。(注：header 和 body 分开发送是部分浏览器或框架的请求方法，不属于 post 必然行为，有的不分开发送)
5. GET请求会被浏览器主动缓存，而POST不会，除非手动设置。
6. 本质区别：GET是幂等的，而POST不是幂等的

幂等性：对数据库的一次操作和多次操作获得的结果是一致的。简单来说意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

有限制。Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个 TCP 连接。不同的浏览器有一些区别。

SSL(Secure Socket Layer，安全套接字层)。它是一种用于保证应用程序进程和Web服务器之间发送数据的私密性，完整性和可鉴别性的协议层。

TLS(Transport Layer Security，传输层安全)。SSL的标准化，是更为安全的升级版SSL。

HTTPS 采用混合的加密机制，使用非对称密钥加密传输对称密钥来保证密钥传输过程的安全，之后使用对称密钥加密进行通信来保证通信过程的效率和安全。

1）客户端向服务器端发起SSL连接请求。
2）服务器把公钥证书发送给客户端。
3）客户端验证证书为有效后，使用伪随机数生成器生成通信加密所使用的对称密钥，再用公钥对对称秘钥进行加密，并发送给服务器端。
4）服务器利用自己的私钥解密这个消息，从而得到对称密钥。
5）进行数据传输，服务器和客户端双方用这个对称秘钥对数据进行加密解密，可以保证在数据收发过程中的安全。

公钥加密计算量太大，如何减少耗用的时间？

对称密钥和非对称密钥加密的优缺点？

HTTP/1.1 通过 Cache-Control 首部字段来控制缓存。

Cache-Control: no-store

Cache-Control: no-cache

(21)Cookie和Session了解一下？

背景：Web应用程序是使用HTTP协议传输数据的。HTTP协议是无状态的协议。一旦数据交换完毕，客户端与服务器端的连接就会关闭，再次交换数据需要建立新的连接。这就意味着服务器无法从连接上跟踪会话。

Cookie和Session是什么？

Cookie：实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器，如果服务器需要记录该用户状态，就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie。客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时，浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器。服务器检查该Cookie，以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。

Session：是另一种记录客户状态的机制，不同的是Cookie保存在客户端浏览器中，而Session保存在服务器上。服务器把客户端信息以某种形式记录在服务器上。这就是Session。如果客户端请求里不包含有SESSION ID，则为该客户端创建一个SESSION并生成一个与此SESSION相关的SESSION ID。客户端浏览器再次访问时，服务器就按照这个SESSION ID把这个SESSION从服务器的内存中查找出来。

Cookie和Session的工作原理

Cookie与Session的对比

什么是URL地址重写？

(*22)SQL注入攻击了解吗？

SELECT * FROM user WHERE username = 'user' ADN password = 'pwd123'

SELECT * FROM user WHERE username = 'user'#'ADN password = '111'

SELECT * FROM user WHERE username = 'user' 

UDP和TCP报头使用两个字节存放端口号，所以端口号的有效范围是从0 - 65535。

常用端口记录：

端口	协议
20(数据)/21(控制)	FTP 文件传输服务
22	SSH 远程连接服务
23	TELNET 终端仿真服务
25	SMTP 简单邮件传输服务
53	DNS 域名解析服务
80	HTTP 超文本传输服务
443	HTTPS 加密的超文本传输服务
3306	MYSQL数据库端口
3389	WIN2003远程登陆
8080	TCP服务端
8888	Nginx服务器
67/68(UDP)	DHCP主机动态配置服务

(*24)HTTP中缓存的私有和共有字段？知道吗？

private指令规定了将资源作为私有缓存，表示只有用户的浏览器可以缓存private响应，不允许任何中继Web代理对其进行缓存。

Cache-Control: private

public指令规定了将资源作为公共缓存，表示该响应可以在浏览器或者任何中继的Web代理中缓存，public是默认值。

Cache-Control: public                 

(25)DDos攻击了解吗？

DDos（分布式拒绝服务）：指的是处于不同位置的多个攻击者同时向一个或数个目标发动攻击，是一种分布的、协同的大规模攻击方式。单一的DoS攻击一般是采用一对一方式的，它利用网络协议和操作系统的一些缺陷，采用欺骗和伪装的策略来进行网络攻击，使网站服务器充斥大量要求回复的信息，消耗网络带宽或系统资源，导致网络或系统不胜负荷以至于瘫痪而停止提供正常的网络服务。

MTU（Maximum Transmit Unit 最大传输单元）：即物理接口（数据链路层）提供给其上层的（通常是IP层）最大一次传输数据的大小。

MTU由硬件规定，以普遍使用的以太网接口为例，缺省MTU=1500 Byte，这是以太网接口对IP层的约束，如果IP层有<=1500 byte 需要发送，只需要一个IP包就可以完成发送任务；如果IP层有> 1500 byte 数据需要发送，需要分片才能完成发送，这些分片有一个共同点，即 IP头部标识 相同。

MSS（Maximum Segment Size 最大分段大小）MSS是TCP用来限制应用层的最大发送字节数，即TCP提交给IP层最大分段大小，不包含 TCP头部 和  TCP选项，只包含 TCP有效载荷。

如果底层物理接口MTU= 1500 byte，则 MSS = 1500- 20(IP Header) -20 (TCP Header) = 1460 byte，如果应用层有2000 byte发送，需要两个报文段才可以完成发送，第一个TCP报文段= 1460，第二个TCP报文段= 540。

Cache-Control: max-age=31536000

Expires: Wed, 04 Jul 2012 08:26:05 GMT

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

TCP头部中有哪些信息？

• 源端口号  目的端口号（16bit）
• 序号（32bit）：传输方向上字节流的字节编号。（初始时序号会被设置一个随机的初始值（ISN），之后每次发送数据时，序号值 = ISN + 数据在整个字节流中的偏移。假设A -> B且ISN = 1024，第一段数据512字节已经到B，则第二段数据发送时序号为1024 + 512。用于解决网络包乱序问题）
• 确认号（32bit）：接收方对发送方TCP报文段的响应，其值是收到的序号值 + 1。（是期待收到对方下一个报文段的第一个数据字节的序号）
• 首部长（4bit）：表示首部长度为 4 * 首部长 字节。（首部长最大为15，即60字节）
• 窗口（16bit）：接收窗口。用于告知对方（发送方）本方的缓冲还能接收多少字节数据。用于解决流控。
• 校验和（16bit）：接收端用CRC检验整个报文段有无损坏
• 标志位（6bit）：

URG	标志紧急指针是否有效
ACK	标志确认号是否有效（确认报文段）。用于解决丢包问题
PSH	提示接收端立即从缓冲读走数据
RST	表示要求对方重新建立连接（复位报文段）
SYN	表示请求建立一个连接（连接报文段）
FIN	表示关闭连接（断开报文段）

TCP的特点？

• TCP是面向连接的
• 每一条TCP连接只能有两个端点，每一条TCP连接只能是点对点的（一对一）
• TCP提供可靠交付的服务。通过TCP连接传送的数据，无差错、不丢失、不重复、并且按序到达
• TCP提供全双工通信。TCP允许通信双方的应用进程在任何时候都能发送数据。TCP连接的两端都设有发送缓存和接收缓存，用来临时存放双方通信的数据
• 面向字节流。TCP中的“流”（stream）指的是流入进程或从进程流出的字节序列。“面向字节流”的含义是：虽然应用程序和TCP的交互是一次一个数据块（大小不等），但TCP把应用程序交下来的数据仅仅看成是一连串的无结构的字节流

TCP有限状态机了解？

常见TCP的连接状态有哪些？

• CLOSED：初始时没有任何连接的状态。
• LISTEN：服务器监听来自客户端的连接请求(SYN包)。
• SYN_SENT：客户端socket执行CONNECT连接，发送SYN包，之后等待来自服务器的SYN ACK包(服务器的连接请求和对客户端连接请求的确认)。
• SYN_RCVD：服务端收到客户端的SYN包并发送服务端SYN ACK包，之后等待客户端对连接请求的确认(ACK包)。
• ESTABLISH：表示连接建立。客户端发送了最后一个ACK包后进入此状态，服务端接收到ACK包后进入此状态。
• FIN_WAIT_1：终止连接的一方（通常是客户机）发送了FIN包后进入此状态，之后等待对方FIN包。
• CLOSE_WAIT：（假设服务器）接收到客户机FIN包之后等待关闭的阶段。在接收到对方的FIN包之后，自然是需要立即回复ACK包的，表示已经知道断开请求。但是本方是否立即断开连接（发送FIN包）取决于是否还有数据需要发送给客户端，若还有数据要发送，则在发送FIN包之前均为此状态。
• FIN_WAIT_2：客户端接收到服务器的ACK包，但并没有立即接收到服务端的FIN包，进入FIN_WAIT_2状态。此时是半连接状态，即有一方要求关闭连接，等待另一方关闭。
• LAST_ACK：服务端发动最后的FIN包，等待最后的客户端ACK包。
• CLOSING：当主动关闭方处于FIN_WAIT_1时，被动关闭方的 FIN 先于之前的自己发送的 ACK 到达，主动关闭方就直接FIN_WAIT_1 -> CLOSING，（其实就相当于同时关闭)，然后迟来的 ACK 到达时，主动关闭方就从CLOSING -> TIME_WAIT。
  
• TIME_WAIT：客户端收到服务端的FIN包，并立即发出ACK包做最后的确认，在此之后的2MSL(两倍的最长报文段寿命)时间称为TIME_WAIT状态。

(30)说一下TCP三次握手，为什么要三次握手？

三次握手过程

三次握手其实就是指建立一个TCP连接时，需要客户端和服务器总共发送3个包。

主要作用：就是为了确认双方的接收能力和发送能力是否正常、指定自己的初始化序列号为后面的可靠性传输做准备。实质上其实就是连接服务器指定端口，建立TCP连接，并同步连接双方的序列号和确认号，交换 TCP窗口大小 信息。

两次握手只能保证单向连接是畅通的。

第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。  服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。

第二次握手：服务端发包，客户端收到了。             客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。

第三次握手：客户端发包，服务端收到了。             服务端就能得出结论：客户端的接收能力、服务器发送能力也是正常的。

三次握手的主要原因是为了防止旧的重复连接引起连接混乱问题。

在网络状况比较复杂或者网络状况比较差的情况下(丢包)，发送方可能会连续发送多次建立连接的请求。如果 TCP 握手的次数只有两次，这个被客户端认为失效的消息到达了服务器端，对服务器端而言，以为这是一个新的请求连接消息，就向客户端发送确认并建立连接。对于客户而言，它认为没有给服务器再次发送连接请求（因为上次的通话已经结束）所以客户忽略服务器的这个确认从而不发送数据，但是服务器则会一直等待客户的消息而处于忙等状态。这就导致了服务器资源被浪费。

服务器第一次收到客户端的 SYN 之后，就会处于 SYN_RCVD 状态，此时双方还没有完全建立其连接，服务器会把此种状态下的请求连接放在半连接队列中。

当完成三次握手后，内核会把连接从半连接队列移除，然后创建一个新的完全连接，并将其添加到全连接队列中。

(32)TCP为什么采用随机初始序列号ISN？

RFC1948中提出了一个较好的初始化序列号ISN随机生成算法。

ISN = M + F(localhost, localport, remotehost, remoteport).

M是一个计时器，这个计时器每隔4毫秒加1。

F是一个Hash算法，根据源IP、目的IP、源端口、目的端口生成一个随机数值。要保证hash算法不能被外部轻易推算得出，用MD5算法是一个比较好的选择。

• 如果TCP每次连接都使用固定ISN，黑客可以很方便模拟任何IP与server建立连接。
• 广域网的随机性，复杂性都很高，假设网络连接状况不好。那么之前交互的报文很可能在断开连接之前还没到到server。如果ISN是固定的，那很可能在新连接建立后，上次连接通信的报文才到达，这种情况有概率发生老报文的seq号正好是server希望收到的新连接的报文seq。这就乱了。

(33)说一下TCP四次挥手，为什么要四次挥手？

四次挥手过程

TCP 的连接的拆除需要发送四个包，因此称为四次挥手，客户端或服务器均可主动发起挥手动作。

初始状态：双方都处于 ESTABLISHED 状态，假如是客户端先发起关闭请求。进行四次挥手。

• 第一次挥手：客户端发送一个 FIN 报文段，即发送 连接释放报文段（FIN=1，序号seq=u）。并停止再发送数据，主动关闭TCP连接，进入FIN_WAIT1（终止等待1）状态，等待服务端的确认。
• 第二次挥手：服务端收到 FIN报文段 后，发送 一个 ACK报文段（ACK=1，确认号ack=u+1，序号seq=v）。服务端进入CLOSE_WAIT（关闭等待）状态，此时的TCP处于半关闭状态，客户端收到服务端的确认后，进入FIN_WAIT2（终止等待2）状态，等待服务端发出 FIN 报文段。
• 第三次挥手：服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送 FIN ACK报文段（FIN=1，ACK=1，序号seq=w，确认号ack=u+1），服务端进入LAST_ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
• 第四次挥手： 即客户端收到服务端的 FIN ACK报文段 后，发送一个 ACK报文段（ACK=1，序号seq=u+1，确认号ack=w+1），客户端进入TIME_WAIT（时间等待）状态。服务端收到 ACK 报文段 后进入CLOSED 状态。但此时TCP连接未释放掉，需要等待计时器设置的时间2MSL后，客户端才进入CLOSED状态。

收到一个 FIN报文段 只意味着在这一个方向上没有数据流动。在socket编程中，任何一方执行close()操作即可产生挥手操作。

挥手为什么需要四次？

如果参照三次握手机制，讲道理说挥手也可以只需要需要三次。假如挥手只有三次，服务器收到客户端发送请求断开连接的 FIN报文段 后，同时回 ACK和FIN报文段 给客户端，最后再收到客户端回的 ACK报文段 后连接就关闭了。

但是客户端发送完数据后请求断开连接，服务端可能还有数据需要发送，若同时回 ACK和FIN报文段给客户端，可能造成数据的损坏或错误。所以服务器先发送ACK报文段，等服务端的数据发送完了后，再发送 FIN ACK报文段，就可以保证传输数据的完整性。

四次挥手后等待2MSL的意义?

MSL（Maximum Segment Lifetime 最长报文段寿命），它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。

两个理由：

1. 保证第四次握手客户端发送的最后一个 ACK报文段 能够到达服务端。 第四次握手客户端给服务端发送最后一个 ACK报文段 后，启动计时器记时2MSL。因为这个 ACK报文段 有可能丢失，使得处于LAST-ACK状态的服务端收不到对已发送的 FIN ACK报文段 的确认，服务端等待 t<1MSL 后重传 FIN ACK报文段，且这个报文段在t<1MSL内能够到达客户端，所以能够保证客户端在发送完最后ACK报文段后的 2MSL时间内 收到这个重传的 FIN ACK报文段。接着客户端重传一次ACK报文段，同时重新启动2MSL计时器，最后客户端和服务端都进入到CLOSED状态。（若客户端在TIME-WAIT状态不等待一段时间，而是发送完ACK报文段后立即释放连接，当这个 ACK报文段 被丢失时则无法收到服务端重传的FIN+ACK报文段，所以也不会再发送一次 ACK报文段，则服务端无法正常进入到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，使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接请求报文段。

注：

在TIME_WAIT状态时两端的端口不能使用，要等到2MSL时间结束才可继续使用。当连接处于2MSL等待阶段时任何迟到的报文段都将被丢弃。

(34)什么是TCP粘包/拆包？发生的原因？

现在假设客户端向服务端连续发送了两个数据包，用packet1和packet2来表示，那么服务端收到的数据可以分为三种，现列举如下：
第一种情况：接收端正常收到两个数据包，即没有发生拆包和粘包的现象，此种情况不在本文的讨论范围内

第二种情况：接收端只收到一个数据包，由于TCP是不会出现丢包的，所以这一个数据包中包含了发送端发送的两个数据包的信息，这种现象即为粘包。这种情况由于接收端不知道这两个数据包的界限，所以对于接收端来说很难处理。

第三种情况：这种情况有两种表现形式，如下图。接收端收到了两个数据包，但是这两个数据包要么是不完整的，要么就是多出来一块，这种现象说明发生了拆包和粘包。这两种情况如果不加特殊处理，对于接收端同样是不好处理的。

粘包、拆包发送的原因：

1. 流量控制，拥塞控制。要发送的数据大于TCP发送缓冲区剩余空间大小，将会发生拆包。
2. 数据包过大。待发送数据大于MSS（最大报文长度），TCP在传输前将进行拆包。
3. nagle算法。要发送的数据小于TCP发送缓冲区的大小，TCP将多次写入缓冲区的数据一次发送出去，将会发生粘包。
4. 读取速度小于接收速度。接收数据端的应用层没有及时读取接收缓冲区中的数据，将发生粘包。

解决方案：

• 格式化数据：每条数据有固定的格式(开始符和结束符)，接收端通过这个边界就可以将包拆分开。选择开始符和结束符时一定要确保每条数据的内部不包含开始符和结束符。
• 发送长度：发送每条数据时，将数据的长度一并发送。例如规定数据的前4位是数据的长度，应用层在处理时可以根据长度来判断每个分组的开始和结束位置。(更推荐）
• 固定长度：发送端将每个数据包封装成固定长度(不够的可以通过补0填充)

(35)谈谈UDP吧？

UDP是什么？

UDP（User Datagram Protocol 数据报协议）是一种面向无连接的传输层通信协议，提供尽最大努力的数据传输服务。（不保证数据传输的可靠性）

UDP头部中有哪些信息？

• 源端口号 目的端口号（16bit）
• 长度（16bit） ：UDP数据报的长度（包括数据和首部），其最小值为8（仅有首部）。
• 校验和（16bit）：接收端用CRC检验整个报文段有无损坏。

UDP的特点？

• UDP是无连接的
• UDP使用尽最大努力交付，即不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的连接状态（这里面有许多参数）
• UDP是面向报文的
• UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
• UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信
• UDP的首部开销小，只有8个字节，比TCP的20个字节的首部要短

(36)TCP和UDP的区别?

	TCP	UDP
是否连接	面向连接	无连接的
是否可靠	可靠传输，使用流量控制和拥塞控制	尽最大努力交付，即不保证可靠传输
传输方式	面向字节流	面向报文
连接对象个数	只能是一对一通信	支持一对一、一对多、多对一、多对多的交互通信
首部开销	首部开销20~60字节	首部开销更小，只有8个字节
适用场景	适用于要求可靠传输的应用（文件传输）	适用于实时应用（IP电话、视频会议、直播等）

(37)SYN攻击是什么？

服务器端的资源分配是在二次握手时分配的，而客户端的资源是在完成三次握手时分配的，所以服务器容易受到SYN洪泛攻击。

SYN攻击原理：Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server则回复确认包，并等待Client确认，由于源地址不存在，因此Server需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络拥塞甚至系统瘫痪。

SYN 攻击是一种典型的 DDoS 攻击。

SYN Cookie就是用一个Cookie来响应TCP SYN请求的TCP实现。

当Server接收到一个Client的SYN数据包时，Server通过特定的算法把 半开连接信息 编码成“Cookie”，随SYN-ACK包一同发给Client，这样在连接完全建立前B不保存任何信息。

缺点：最明显的就是B不保存连接的半开状态，就丧失了重发SYN-ACK消息的能力，这一方面会降低正常用户的连接成功率。

(38)网络层常见协议？可以说一下吗？

(1)慢启动：开始开始发送方拥塞窗口cwnd=1，之后每发发送一条报文段且收到ACK后将cwnd+1,所以慢开始每一轮发送增长一倍，cwnd呈指数型快速增长，直到重传或者到达门限ssthresh。

(2)拥塞控制：每经过一个传输轮次，拥塞窗口cwnd=cwnd+1,使拥塞窗口cwnd按线性规律缓慢增长，直到出现重传。

(3)快重传：要求接收方不要等待自己发送数据时才捎带确认，而是要立刻发送确认，即使收到了失序的报文段也要立即发出对已收到的报文段的重复确认，发送方一旦收到3个连续的重复确认，就将相应的报文段立即重传，而不是等待该报文段的超时计时器超时再重传（快重传之后配合快恢复，对于个别丢失的报文段，发送方不会出现超时重传，也就不会误认为出现了拥塞而将cwnd降低为1，而是将ssthresh=cwnd/2且设置新的cwnd=ssthresh并线性增长，使用快重传可以整个网络吞吐量提高约20%）

(4)快恢复：发送方调整门限值ssthresh=cwnd/2,同时设置拥塞窗口cwnd=ssthresh，并开始执行拥塞避免算法。

个人理解：

• 三次重复的ACK，可能是丢包引起的，丢包可能是网络拥塞造成的，也可能是信号失真造成的。
• 三次重复的ACK，也有可能是乱序引起的，而乱序和网络拥塞没有直接关系。

首先为什么要快速重传和快恢复机制？如果是等到超时重传RTO超时把窗口cwnd重新设置为1后开始 慢增长、拥塞控制，效率会显得慢。因为超时重传说明丢包，但少量丢包不意味着一定拥塞，很可能由于其他因素引起，而因为非拥塞导致的丢包致使窗口cwnd重新减小到1，显然会降低通信效率。

如果采用快重传和快恢复机制，收到三次重复ACK就将门限ssthresh=cwnd/2，再将窗口cwnd=ssthersh而不是重新从1增长，这样整体通信效率会提高。

虽然收到三次重复ACK不能代表一定会出现丢包，但是可以说明网络状态不是特别好，可能将出现丢包和拥塞。因此可以适当把窗口cwnd缩小一点，让网络整体通信量缓解消化一下，不说一定避免拥塞但是可以有效缓解拥塞到来的形势，并且同时保持一定窗口cwnd大小，保持通信量（收到三次重复ACK是网络不好的征兆，但也只是可能，只是征兆而已，所以应该适当减小cwnd但也要保持一定大小）。这样既可以达到减缓网络负担甚至避免拥塞，又可以保持一定的网络吞吐量。

接收方通过TCP首部窗口字段告知发送方本方可接收的最大数据量，用以解决发送速率过快导致接收方不能接收的问题。所以流量控制是点对点的控制。

domain：协议域，决定了socket的地址类型，IPv4为AF_INET。

type：指定socket类型，SOCK_STREAM为TCP连接。

protocol：指定协议。IPPROTO_TCP表示TCP协议，为0时自动选择type默认协议。

sockfd：socket返回的套接字描述符，类似于文件描述符fd。

addr：有个sockaddr类型数据的指针，指向的是被绑定结构变量。

addrlen：地址长度。

// IPv4的sockaddr地址结构
struct sockaddr_in {
    sa_family_t sin_family;    // 协议类型，AF_INET
    in_port_t sin_port;        // 端口号
    struct in_addr sin_addr;   // IP地址
};
struct in_addr {
    uint32_t s_addr;
}

sockfd：要监听的sock描述字。

backlog：socket可以排队的最大连接数。

sockfd：服务器socket描述字。

addr：指向地址结构指针。

addrlen：协议地址长度。

fd：连接描述字。

buf：缓冲区buf。

count：缓冲区长度。

fd：accept返回的连接描述字，每个连接有一个，生命周期为连接周期。

sockfd：客户端的sock描述字。

addr：服务器的地址。

addrlen：socket地址长度。

fd：连接描述字。

buf：缓冲区buf。

count：缓冲区长度。

fd：accept返回的连接描述字，每个连接有一个，生命周期为连接周期。

(43)TCP 协议如何保证可靠传输？

协议	名称	作用
ARP	地址解析协议	根据IP地址获取MAC地址
RARP	反向地址转换协议	根据MAC地址获取IP地址
PPP	点对点协议	为 在点对点连接上传输多协议数据包 提供了一个标准方法。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据，使其成为各种主机、网桥和路由器之间简单连接的一种共通的解决方案。

(*45)什么是RARP？工作原理？

RARP：反向地址转换协议（网络层协议）

RARP与ARP工作方式相反。 RARP使只知道自己硬件地址的主机能够知道其IP地址。RARP发出要反向解释的物理地址并希望返回其IP地址，应答包括能够提供所需信息的RARP服务器发出的IP地址。

RARP的工作原理：

1）主机发送一个本地RARP广播包。在广播包中，声明自己的MAC地址并且请求任何收到此请求的RARP服务器分配一个IP地址。

2）本地网段的RARP服务器收到此请求后，检查器RARP列表，查找该MAC地址对应的IP地址。
3 ）如果存在，RARP服务器就给源主机发送一个响应数据包，并将IP地址提供给对方主机使用。 如果不存在，RARP服务器对此不做任何响应。
4）源主机收到从RARP服务的响应信息，就利用得到的IP地址进行通信。如果一直没收到RARA服务器的响应信息，表示初始化失败。

ARP与RARP的比较：

相同点：

• 对于ARP与RARP，request是广播，而reply是单播。

不同点：

• 协议的目的完全不同。
• 发送ARP packet的是路由器，而RARP不是。
• ARP server在kernel中，而RARP是一个用户进程。

(46)Ping命令基于哪一层协议？原理是什么？

ping命令基于网络层的命令，是基于ICMP协议（Internet控制报文协议）工作的。

RTO：从上一次发送数据，因为长期没有收到ACK响应，到下一次重发之间的时间。就是重传时间间隔。通常每次重传RTO是前一次RTO的两倍，计量单位通常是RTT（例：1RTT，2RTT，4RTT，8RTT......），重传次数到达上限之后停止重传。

RTT：数据从发送到接收到对方响应之间的时间间隔，即数据报在网络中一个往返用时。大小不稳定。

超时重传：发送端发送报文后若长时间未收到确认报文则需要重发该报文。

跨站点脚本攻击，指攻击者通过篡改网页，嵌入恶意脚本程序，在用户浏览网页时，控制用户浏览器进行恶意操作的一种攻击方式。

跨站点请求伪造，指攻击者通过跨站请求，以合法的用户的身份进行非法操作。

文件上传漏洞指的是用户上传一个可执行的脚本文件，并通过此脚本文件获得了执行服务端命令的能力。