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计算机网络·感觉Java研发计算机网络只要会者几道就够了其他很少考

  • 2020 年 2 月 18 日
  • 筆記

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考频由高到低

  • 三次握手的过程？为什么3次，不能是2或者4？
  • 四次握手过程? 有什么问题？
    • 问题：syn flood攻击
  • 面向连接和面向非连接的比较；
    • 面向连接通信前会先建立连接，受监控，安全, 可靠；面向非连接反之，发送想发信息就可以发，速度更快
  • TCP和UDP的比较
    • TCP面向连接，UDP面向非连接
    • TCP传输单位称为TCP报文段，UDP传输单位称为用户数据报。
    • TCP对应的协议：
      • HTTP 80 HTTPS 8080
        • FTP 21 SSH 22 telnet 23
        • mysql 3306
        • SMTP 25 邮件传送协议 POPS 110 邮件接收协议
    • UDP对应的协议：
      • DNS 53

三次握手

【运维方向优先】a. 请描述TCP协议3次握手建立连接的过程。b. 为什么协议设计是3次握手连接建立而不是2次或4次，如果2次有什么问题，如果4次有什么问题？

非常重要，一定要背熟

a .

b. 握手达到3次使得两边都确认了通道的两个方向都是连通的，因为自己发出的包都得到了对方的回应，并且交换了初始信息（各自的包序号，窗口大小等），从而认为连接建立是合适的。

2次握手的话不足以保证通道双向正常，导致双方认知不一致，服务端会消耗不必要的资源（服务端认为连接建立，创建并维持连接状态数据，但因为单方向不通，确认包未被客户端收到，客户端认为连接不成功），同时还会存在安全问题被利用做攻击（不断发SYNC让服务端不断增加连接资源）。

4次握手的话，不比3次能提供更多的信息，多一次round-trip增大了连接建立的时间开销。

3、掌握TCP/IP协议族的结构，理解其工作原理。

  • TCP/IP（协议簇）五层协议 （5层）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、 应用层。
  • 物理层：比特Bit
  • 数据链路层：将比特组装成帧，提供相邻两个端点之间的（相邻的点到点，点不只是是主机，还包括其他设备）
  • 网络层：将数据帧组装成IP数据包Packet，将包设法从信源经过若干个中间节点传送到目的设备（信宿）上，点到点通信。
  • 传输层：提供的就是应用程序间的通信。提供端到端（端指的是端口）的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）
  • 会话层：建立、管理和终止会话（
  • 表示层：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）
  • 应用层：提供一组常用的应用程序。
  • 以上可能有错。
  • 封装复用思想。 下层向上层提供服务，上层封装下层的数据结构
  • 在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程
    • 键盘硬件终端；OS处理中断，转换为特定消息放入浏览器程序的事件队列；浏览器循环处理该消息，请求网址；
    • 7层网络协议
      • 应用层
        • 提供应用程序。
        • 应用程序解析URL
          • 解析出http协议，如果是Https，会检查网站是否在安全列表中
          • 非ASCII转Unicode编码
          • 在传输信息中加入浏览器、地区、cookie等信息
        • 域名解析的应用层环节
      • 表示层
        • 对数据进行Encode、Decode、加密、解密、压缩等数据处理。
      • 会话层
      • 传输层
        • HTTP基于TCP连接
        • HTTP数据包会嵌入在TCP报文段中
        • 域名解析中的DNS进行地址解析环节
  • 网络层
    • TCP报文段再嵌入IP数据包中
    • 通过查找路由表决定到达服务器的路径。
    • ARP协议进行地质解析
  • 链路层
    • IP数据packet嵌入到Frame，传输Frame
    • 客户的包通过链路层发送到路由器，ARP（地址解析协议）根据给定的服务器IP地址获取对应的物理地址
  • 物理层
    • 传输bit
  • 传输层
  • 网络层
  • 会话层
  • 表示层
    • 将数据decode和解压缩为HTML，CSS，JS，图片等资源
  • 应用层
    • 应用程序进行HTML解析、CSS解析、页面渲染等。

1、客户端浏览器通过DNS解析到www.baidu.com的IP地址220.181.27.48，通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48，然后通过TCP进行封装数据包，输入到网络层。

2、在客户端的传输层，把HTTP会话请求分成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的请求，客户端由系统随机选择一个端口如5000，与服务器进行交换，服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。

4、客户端的链路层，包通过链路层发送到路由器，通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址，然后发送ARP请求查找目的地址，如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了，然后发送IP数据包到达服务器的地址。

（拔高）输入URL后操作系统和计算机网络都发生了什么？

【运维方向优先】你用浏览器打开一个电商网站，准备浏览购物。从你输入完网站的网址敲下Enter键，到网站首页迅速呈现出来的这段时间，你的电脑系统里发生了哪些事情？请根据你所学的计算机知识，尽可能详细的解释。（提示：从软硬件的尽量多的层次考虑和描述。）

参考要点：回答是否从硬件（键盘网卡）、OS、TCP协议栈、运行库、浏览器、HTTP、HTML/JS等多层面描述。

参考回答：键盘硬件中断；OS处理中断，转换为特定消息放入浏览器程序的事件队列；浏览器的消息循环处理该消息，请求网址；OS请求本地域名缓存或域名服务器解析网址中的域名，得到IP；浏览器向该IP建立TCP连接（默认80端口）；浏览器发送GET请求，包含网站的路径，TCP协议栈组装为TCP包，通过网卡发送；浏览器等待网站回复，进程被OS切换为等待状态；网站返回的数据到来，网卡产生中断；OS处理中断，TCP协议栈将数据读入buffer；浏览器获得数据，处理HTTP头，显示HTML网页

更多：OS发ARP包获得网关MAC地址，所有DNS请求、网站TCP等数据包均发向该网关；浏览器IO等待期间OS切换运行系统中其他进程；浏览器将HTTP头中解析出的cookie保存到文件系统；根据网页内容发起更多的HTTP请求获取图片、运行内嵌的javascript脚本等；将网页按照HTTP 头的指示缓存；将网址加入浏览历史保存到文件系统；浏览器整个处理过程中，运行库和OS对内存做相应分配释放，磁盘做相应的IO操作；。。。

*【测试方向优先】你用浏览器打开一个网站，却没有按预期看到应有的网页内容。请分析各种可能的原因，如果这些原因表现出来的现象不同，也请描述

参考要点：

人的原因：弄错网址；拼写错误；未打开网络；。。。

本机原因：浏览器版本低不兼容网页；本机防火墙阻止访问；中病毒导致浏览器工作不正常；。。。

服务端原因：服务器宕机；服务器出错；服务器高负载无法及时回应；服务器超负载主动拒绝回应；本机被服务端加入了黑名单；

网络原因：网络不通；网络拥塞；DNS解析失败；DNS解析到错误的IP；。。。

其他环境原因：域名被劫持；访问被黑客攻击；。。。

  • 端口及对应的服务？

还没背会的

  • DNS
    • 默认端口号 53
    • DNS域名解析过程
      • 会以此查询以下缓存和服务器，直到找到网址对应的IP
        • 浏览器缓存 –> 本地Hosts文件 –> 路由器缓存 –> ISP（互联网服务提供商）DNS缓存 –> 根域名服务器 –> 顶级域名服务器 –> 主域名服务器
        • 在任何环节找到，会把缓存
      • 浏览器检查域名是否在浏览器缓存当中。
      • 如果缓存中没有，就调用库函数进行查询。库函数在进行DNS解析之前，检查域名是否在本地 Hosts 里。
      • 如果域名在缓存和Hosts中都没有，库函数会向 DNS 服务器发送一条 DNS 查询请求。
      • 查询本地的DNS服务器。
      • 首先查询地址解析协议（ARP）的缓存，如果缓存命中，则返回结果：目标 IP = MAC地址。如果缓存没有命中，就看看目标 IP 地址是不是在本地路由表中的某个子网内，并使用相关接口。然后查询选择的网络接口的MAC地址。
      • 发送ARP请求，路由器或其他硬件会返回结果（结果中包含默认网关的IP地址）。
      • 通过TCP/UDP协议向DNS服务器发送相应请求。如果本地DNS服务器没有找到结果，将会逐层查询，直到结果（目标服务器的IP地址）返回。

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