计算机网络常见面试题

2020-01-25

字数统计: 2.8k字 | 阅读时长≈ 10分

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这篇文章主要是谈谈计算机网络常见的面试个考察点，记录一下，里面有很多问题之前面试也遇到过，特此记录一下！

0、讲一下TCP三次握手

0、TCP三次握手是一个TCP连接的建立过程，为了确认双方的收发能力正常，并初始化seq，为后续传输做准备

1、首先Client处于Closed状态，Server处于Listen状态，Client向Server发了SYN=1，seq=x，Server收到后确认了Server的接收能力正常，Client的发送能力正常；

2、Server回复SYN=1，ACK=1，ack=x+1，seq=y，Client收到后做出判断：Client和Server的收发能力都正常，

3、接着Client向Server发ACK=1，seq=x+1，ack=y+1，这就是第三次握手，可以携带数据了，Server收到后便可以确认Client接收能力正常，Server发送能力正常，并把链接从半连接队列移动到全连接队列

1、seq是固定的吗

seq是随时间变化的，每个连接都有不同的seq，seq是一个32byte的计数器，每4ms加一，因此seq是动态生成的，为后续传输做准备

2、三次握手可以携带数据吗

只有第三次可以携带数据，如果第一次就能携带数据的话服务器会花很多时间对数据进行存储，占用IO资源，非常危险，对于第三次握手来说Client已经知道双方的收发能力正常，所以携带数据也是没问题的

3、什么是半连接队列

第一次握手后，Server发出ACK报文，等待Client向自己发送ACK报文，此时就会把请求放在半连接队列，半连接队列满了就会丢弃报文

4、谈谈SYN攻击

Client向Server发SYN=1，seq=x，收到Server发来的ACK不回复ACK，或者直接丢弃Server的ACK报文，导致半连接队列满了，丢弃了其他真实需求的请求报文，导致服务器无法正常提供服务

5、第三次握手丢失，会怎样

服务端会重传，如果收到就会停止，尝试时间间隔为1s、2s、4s、8s、16s、32s、64s，Linux最多尝试64s，之后若还是无应答就会移出半连接队列

6、Linux如何判断受到了SYN攻击

1	netstat -n -p TCP\|grep SYN_RECV

7、Linux查看网络状态

1	netstat -n \| awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

它会显示例如下面的信息：

TIME_WAIT 814
CLOSE_WAIT 1
FIN_WAIT1 1
ESTABLISHED 634
SYN_RECV 2
LAST_ACK 1

ESTABLISHED 表示正在通信，TIME_WAIT 表示主动关闭，CLOSE_WAIT 表示被动关闭。

8、讲一下TCP四次挥手

TCP四次挥手用户双方断开连接，TCP四次挥手由任意一方发起，这里假设A主机和B主机：

1、A主动发起释放连接请求，FIN=1，seq=u

2、B收到A的连接释放报文后，立即回复A主机一个ACK报文（ACK=1，ack=u+1，seq=v），表示自己收到了A主机的连接释放报文

3、B主机此时会通知ApplicationA主机要释放连接了，Application执行资源释放代码，完毕后回复A主机连接释放报文，ACK=1，FIN=1，ack=u+1，seq=w

4、A主机回复B主机连接释放报文，ACK=1，ack=w+1，seq=u+1，并且等待2MSL时间后关闭，B主机在收到A主机的ACK报文后也会关闭

9、为什么会有四次挥手

因为B主机收到A主机连接释放报文后不会立即关闭Socket，只能先回复一个ACK报文，告诉A主机你的连接释放请求报文我已经收到了，等到B主机全部发完报文后，B主机才会向A主机发送FIN报文

10、什么是2MSL的等待时间

MSL是TCP报文段的最大生存时间，2MSL是报文段在AB主机之间的往返时间，为了最后的ACK报文能到达B主机，B主机才能正常关闭连接。

如果B主机未收到A主机发的最后的ACK报文，B主机会重发FIN报文，一来一去正好是两个MSL；还有2MSL的等待时间也是为了避免新旧连接混淆，因为经过2MSL，上一次连接中所有的重复包都会消失

11、服务器出现大量CLOSE_WAIT的原因

最有可能的就是资源释放代码有BUG，没有正确发出ACK=1、FIN=1的报文，导致大量连接不能正常关闭，也就是出现大量CLOSE_WAIT的原因

12、服务器出现大量TIME_WAIT的原因

一些爬虫服务器（如果网管在安装的时候没有做内核参数优化的话）上经常会遇到这个问题，TIME_WAIT是主动关闭连接的一方保持的状态，对于爬虫服务器来说他本身就是“客户端”，在完成一个爬取任务之后，他就会发起主动关闭连接，从而进入TIME_WAIT的状态，然后在保持这个状态2MSL（max segment lifetime）时间之后，彻底关闭回收资源。

解决思路很简单，就是让服务器能够快速回收和重用那些TIME_WAIT的资源，vim /etc/sysctl.conf

#对于一个新建连接，内核要发送多少个 SYN 连接请求才决定放弃,不应该大于255，默认值是5，对应于180秒左右时间  
net.ipv4.tcp_syn_retries=2 
#net.ipv4.tcp_synack_retries=2 
#表示当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时，改为300秒 
net.ipv4.tcp_keepalive_time=1200 
net.ipv4.tcp_orphan_retries=3 
#表示如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2状态的时间 
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30   
#表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。 
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096 
#表示开启SYN Cookies。当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理，可防范少量SYN攻击，默认为0，表示关闭 
net.ipv4.tcp_syncookies = 1 
   
#表示开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接，默认为0，表示关闭 
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1 
#表示开启TCP连接中TIME-WAIT sockets的快速回收，默认为0，表示关闭 
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1 
   
##减少超时前的探测次数  
net.ipv4.tcp_keepalive_probes=5  
##优化网络设备接收队列  
net.core.netdev_max_backlog=3000

修改完之后执行/sbin/sysctl -p让参数生效。

12、TCP和UDP的区别

UDP的主要特点是：
（1）无连接；
（2）尽最大努力交付；不保证可靠交付
（3）面向报文，不对报文拆分或者合并；
（4）无拥塞控制；
（5）支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信；
（6）首部开销小（只有四个字段：源端口、目的端口、长度、检验和，即8个字节）。

TCP的主要特点是：
（1）面向连接；
（2）每一条TCP连接只能是点对点的（一对一）；
（3）提供可靠交付的服务；
（4）提供全双工通信；
（5）面向字节流。

13、GET请求和POST请求的区别

HTTP报文层面：GET将请求信息放在URL、POST放在报文体中。GET请求URL长度受浏览器限制， HTTP协议本身对URL长度并没有做任何规定。

数据层层面：GET符合幂等性和安全性，反复读取不应该对访问的数据有副作用；POST不符合幂等性和安全性

其他层面：GET可以被缓存POST不幂等也就意味着不能随意多次执行，因此也就不能缓存。

GET和POST还有一个重大区别，简单的说：GET产生一个TCP数据包；POST产生两个TCP数据包。
对于GET方式的请求，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）；而对于POST，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）。

14、Session的两种实现方式

1、使用Cookie来实现，也就是以SESSIONID为Cookie的Key，以SESSIONID的值为Cookie的Value，每次请求的时候都会通过Cookie机制携带上这个SESSIONID

2、如果客户端禁止使用Cookie，那么就使用URL回写来实现，就在参数 url 中加入 Session ID 信息，然后返回修改后的 url ，通过这种机制，url中保存了sessionId，然后点击URL时又回传到服务器，来维持身份。

15、Cookie和Session的区别

Cookie数据存放在客户的浏览器上，Session数据放在服务器上

Session相对Cookie更安全

如果考虑减轻服务器负担，应该使用Cookie

16、HTTPS真的很安全吗

浏览器默认填充http://，请求需要进行跳转，又被劫持的风险，如果一开始输入的地址的https://… 那么这样还是可以保证安全性的，可以使用HSTS（HTTP Strict Transport Security）优化，目前还未开始推行

17、UDP如何实现可靠传输

UDP要想可靠，就要接收方收到UDP之后回复个确认包，发送方有个机制，收不到确认包就要重新发送，每个包有递增的序号，接收方发现中间丢了包就要发重传请求，当网络太差时候频繁丢包，防止越丢包越重传的恶性循环，要有个发送窗口的限制，发送窗口的大小根据网络传输情况调整，调整算法要有一定自适应性。

恭喜你，你在应用层重新实现了TCP！

18、ARP地址解析协议，工作原理

《NAT技术与ARP协议-ARP协议》 ARP不是一个单纯的数据链路层的协议，而是一个介于数据链路层和网络层之间的协议。ARP协议的作用：ARP协议建立了主机IP地址和MAC地址的映射关系。其实就是喊话的方式，大家都听见了，但是只有符合IP的主机才会回发自己的MAC地址。

19、 ICMP协议

ICMP是InternetControl Message Protocol，因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由器是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。ICMP报文有两种：差错报告报文和询问报文。详情见《辅助IP的ICMP》

20、TTL是什么？作用是什么？

TTL是指生存时间，简单来说，它表示了数据包在网络中的时间，经过一个路由器后TTL就减一，这样TTL最终会减为0，当TTL为0时，则将数据包丢弃，这样也就是因为两个路由器之间可能形成环，如果没有TTL的限制，则数据包将会在这个环上一直死转，由于有了TTL，最终TTL为0后，则将数据包丢弃。

21、TCP流量控制、拥塞控制

关于TCP的流量控制、拥塞控制见《TCP的高性能机制》，点击链接

22、谈谈OSI七层模型与TCP/IP五层模型

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本文作者： Tim
本文链接： https://zouchanglin.cn/554301047.html
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