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计算机网络常见面试题

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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

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netstat -n -p TCP|grep SYN_RECV

7、Linux查看网络状态

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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

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#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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