计算机网络面试复习笔记
卓工面试还得再复习一遍,这篇是为了准备实习面试复习的,简略一些。
网络分层模型
OSI模型
应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层
TCP/IP模型
应用层、传输层、网际层、网络接口层
常见网络协议
应用层常见协议
- HTTP(Hypertext Transfer Protocol,超文本传输协议):基于 TCP 协议,是一种用于传输超文本和多媒体内容的协议,主要是为 Web 浏览器与 Web 服务器之间的通信而设计的。当我们使用浏览器浏览网页的时候,我们网页就是通过 HTTP 请求进行加载的。
- SMTP(Simple Mail Transfer Protocol,简单邮件发送协议):基于 TCP 协议,是一种用于发送电子邮件的协议。注意 ⚠️:SMTP 协议只负责邮件的发送,而不是接收。要从邮件服务器接收邮件,需要使用 POP3 或 IMAP 协议。
- POP3/IMAP(邮件接收协议):基于 TCP 协议,两者都是负责邮件接收的协议。IMAP 协议是比 POP3 更新的协议,它在功能和性能上都更加强大。IMAP 支持邮件搜索、标记、分类、归档等高级功能,而且可以在多个设备之间同步邮件状态。几乎所有现代电子邮件客户端和服务器都支持 IMAP。
- FTP(File Transfer Protocol,文件传输协议) : 基于 TCP 协议,是一种用于在计算机之间传输文件的协议,可以屏蔽操作系统和文件存储方式。注意 ⚠️:FTP 是一种不安全的协议,因为它在传输过程中不会对数据进行加密。建议在传输敏感数据时使用更安全的协议,如 SFTP。
- Telnet(远程登陆协议):基于 TCP 协议,用于通过一个终端登陆到其他服务器。Telnet 协议的最大缺点之一是所有数据(包括用户名和密码)均以明文形式发送,这有潜在的安全风险。这就是为什么如今很少使用 Telnet,而是使用一种称为 SSH 的非常安全的网络传输协议的主要原因。
- SSH(Secure Shell Protocol,安全的网络传输协议):基于 TCP 协议,通过加密和认证机制实现安全的访问和文件传输等业务
- RTP(Real-time Transport Protocol,实时传输协议):通常基于 UDP 协议,但也支持 TCP 协议。它提供了端到端的实时传输数据的功能,但不包含资源预留存、不保证实时传输质量,这些功能由 WebRTC 实现。
- DNS(Domain Name System,域名管理系统): 基于 UDP 协议,用于解决域名和 IP 地址的映射问题。
传输层常见协议
- TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议 ):提供 面向连接 的,可靠 的数据传输服务。
- UDP(User Datagram Protocol,用户数据协议):提供 无连接 的,尽最大努力 的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性),简单高效。
网络层常见协议
- IP(Internet Protocol,网际协议):TCP/IP 协议中最重要的协议之一,属于网络层的协议,主要作用是定义数据包的格式、对数据包进行路由和寻址,以便它们可以跨网络传播并到达正确的目的地。目前 IP 协议主要分为两种,一种是过去的 IPv4,另一种是较新的 IPv6,目前这两种协议都在使用,但后者已经被提议来取代前者。
- ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议):ARP 协议解决的是网络层地址和链路层地址之间的转换问题。因为一个 IP 数据报在物理上传输的过程中,总是需要知道下一跳(物理上的下一个目的地)该去往何处,但 IP 地址属于逻辑地址,而 MAC 地址才是物理地址,ARP 协议解决了 IP 地址转 MAC 地址的一些问题。
- ICMP(Internet Control Message Protocol,互联网控制报文协议):一种用于传输网络状态和错误消息的协议,常用于网络诊断和故障排除。例如,Ping 工具就使用了 ICMP 协议来测试网络连通性。
- NAT(Network Address Translation,网络地址转换协议):NAT 协议的应用场景如同它的名称——网络地址转换,应用于内部网到外部网的地址转换过程中。具体地说,在一个小的子网(局域网,LAN)内,各主机使用的是同一个 LAN 下的 IP 地址,但在该 LAN 以外,在广域网(WAN)中,需要一个统一的 IP 地址来标识该 LAN 在整个 Internet 上的位置。
- OSPF(Open Shortest Path First,开放式最短路径优先):一种内部网关协议(Interior Gateway Protocol,IGP),也是广泛使用的一种动态路由协议,基于链路状态算法,考虑了链路的带宽、延迟等因素来选择最佳路径。
- RIP(Routing Information Protocol,路由信息协议):一种内部网关协议(Interior Gateway Protocol,IGP),也是一种动态路由协议,基于距离向量算法,使用固定的跳数作为度量标准,选择跳数最少的路径作为最佳路径。
- BGP(Border Gateway Protocol,边界网关协议):一种用来在路由选择域之间交换网络层可达性信息(Network Layer Reachability Information,NLRI)的路由选择协议,具有高度的灵活性和可扩展性。
HTTP
从输入 URL 到页面展示到底发生了什么?
- 在浏览器中输入指定网页的 URL。
- 浏览器通过 DNS 协议,获取域名对应的 IP 地址。
- 浏览器根据 IP 地址和端口号,向目标服务器发起一个 TCP 连接请求。
- 浏览器在 TCP 连接上,向服务器发送一个 HTTP 请求报文,请求获取网页的内容。
- 服务器收到 HTTP 请求报文后,处理请求,并返回 HTTP 响应报文给浏览器。
- 浏览器收到 HTTP 响应报文后,解析响应体中的 HTML 代码,渲染网页的结构和样式,同时根据 HTML 中的其他资源的 URL(如图片、CSS、JS 等),再次发起 HTTP 请求,获取这些资源的内容,直到网页完全加载显示。
- 浏览器在不需要和服务器通信时,可以主动关闭 TCP 连接,或者等待服务器的关闭请求。
常见的状态响应码
1xx Informational(信息性状态码)
2xx Success(成功状态码)
- 200 OK:请求被成功处理。例如,发送一个查询用户数据的 HTTP 请求到服务端,服务端正确返回了用户数据。这个是我们平时最常见的一个 HTTP 状态码。
- 201 Created:请求被成功处理并且在服务端创建了一个新的资源。例如,通过 POST 请求创建一个新的用户。
- 202 Accepted:服务端已经接收到了请求,但是还未处理。例如,发送一个需要服务端花费较长时间处理的请求(如报告生成、Excel 导出),服务端接收了请求但尚未处理完毕。
- 204 No Content:服务端已经成功处理了请求,但是没有返回任何内容。例如,发送请求删除一个用户,服务器成功处理了删除操作但没有返回任何内容。
3xx Redirection(重定向状态码)
- 301 Moved Permanently:资源被永久重定向了。比如你的网站的网址更换了。
- 302 Found:资源被临时重定向了。比如你的网站的某些资源被暂时转移到另外一个网址。
4xx Client Error(客户端错误状态码)
- 400 Bad Request:发送的 HTTP 请求存在问题。比如请求参数不合法、请求方法错误。
- 401 Unauthorized:未认证却请求需要认证之后才能访问的资源。
- 403 Forbidden:直接拒绝 HTTP 请求,不处理。一般用来针对非法请求。
- 404 Not Found:你请求的资源未在服务端找到。比如你请求某个用户的信息,服务端并没有找到指定的用户。
- 409 Conflict:表示请求的资源与服务端当前的状态存在冲突,请求无法被处理。
5xx Server Error(服务端错误状态码)
- 500 Internal Server Error:服务端出问题了(通常是服务端出 Bug 了)。比如你服务端处理请求的时候突然抛出异常,但是异常并未在服务端被正确处理。
- 502 Bad Gateway:我们的网关将请求转发到服务端,但是服务端返回的却是一个错误的响应。
HTTP和HTTPS的区别
- 端口号:HTTP 默认是 80,HTTPS 默认是 443。
- URL 前缀:HTTP 的 URL 前缀是
http://
,HTTPS 的 URL 前缀是https://
。 - 安全性和资源消耗:HTTP 协议运行在 TCP 之上,所有传输的内容都是明文,客户端和服务器端都无法验证对方的身份。HTTPS 是运行在 SSL/TLS 之上的 HTTP 协议,SSL/TLS 运行在 TCP 之上。所有传输的内容都经过加密,加密采用对称加密,但对称加密的密钥用服务器方的证书进行了非对称加密。所以说,HTTP 安全性没有 HTTPS 高,但是 HTTPS 比 HTTP 耗费更多服务器资源。
- SEO(搜索引擎优化):搜索引擎通常会更青睐使用 HTTPS 协议的网站,因为 HTTPS 能够提供更高的安全性和用户隐私保护。使用 HTTPS 协议的网站在搜索结果中可能会被优先显示,从而对 SEO 产生影响。
TCP与UDP
特性 | TCP(Transmission Control Protocol) | UDP(User Datagram Protocol) |
---|---|---|
是否面向连接 | ✅ 是(三次握手建立连接) | ❌ 否(无连接) |
是否可靠传输 | ✅ 是(确保数据无误、顺序到达) | ❌ 否(不保证到达、不保证顺序) |
是否有序传输 | ✅ 是(按发送顺序接收) | ❌ 否(可能乱序) |
是否拥塞控制 | ✅ 有(慢启动、拥塞避免等算法) | ❌ 没有 |
传输速度 | ⏳ 较慢(开销大,可靠性强) | ⚡ 很快(轻量级,无额外控制) |
首部开销 | 📦 20字节起 | 💨 8字节 |
适合的数据量 | 大数据量,连续传输 | 小数据包,间歇或实时传输 |
常见应用场景 | HTTP、FTP、SMTP、Telnet、MySQL 等 | DNS、DHCP、VoIP、视频通话、游戏等 |
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