面试总结---网络部分

发表于 | 分类于

[TOC]

1. 浏览器发送一个请求经历了那些过程

请求过程

  1. 输入URL，浏览器解析出domain
  2. 将domain发送给DNS解析器解析出IP地址1返回给浏览器
  3. 将IP地址和请求参数封装到数据报中
  4. 发起TCP的三次握手
  5. 建立TCP链接后发送http请求（数据报）
  6. 服务器处理请求并返回Response

http 协议属于应用层协议，http 基于 tcp 协议，所以 client 与 server 主要通过 socket 进行通讯

用户首先在浏览器输入请求的url地址，浏览器内部的核心代码会将这个url进行拆分解析，最终将domain发送到DNS服务器上，DNS服务器会根据domain去查询相关对于的ip地址，从而将IP地址返回给浏览器，浏览器持有ip地址后就会知道这个请求是要发送到哪个地方（哪个服务器上），然后跟随协议，将ip地址打在协议中，并且请求的相关的参数都会在协议中携带，最终发送到网络中去
然后经过我们自己的局域网——交换机——路由器——主干网络——最终到达服务端

服务端是有个MVC架构的请求会首先进入到Controller中进行相关的逻辑处理和请求的分发——调用Model层（负责和数据进行交互）数据交互的过程中Model会去读取redis和数据库里面的数据——获取到数据之后叫渲染好的页面通过View层返回给网络
这时候一个HTTP请求的Response又从服务端返回到浏览器，浏览器做一个render的过程（就是根据请求回来的html以及这个html所关联的css，js去进行渲染的过程，那么渲染的过程中浏览器会根据html去形成相关的dom树以及对应的css树，然后对dom树和css树进行整合，最终知道某个dom节点知道需要什么样的样式，从而进行样式的渲染）样式渲染完成之后，浏览器会进一步去执行下面的js脚本，执行动态的页面的能力，从而最终的页面就在浏览器中展现出来了

1.1 TCP连接过程中的三次握手和四次挥手

  1. 序号：Seq序号，占32位，用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流，发起方发送数据时对此进行标记。
  2. 确认序号：Ack序号，占32位，只有ACK标志位为1时，确认序号字段才有效，Ack=Seq+1。
  3. 标志位：共6个，即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等，具体含义如下：
    • URG：紧急指针（urgent pointer）有效。
    • ACK：确认序号有效。
    • PSH：接收方应该尽快将这个报文交给应用层。
    • RST：重置连接。
    • SYN：发起一个新连接。
    • FIN：释放一个连接。

1.11 三次握手

  1. 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

  2. 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack (number )=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认连接请求，Server进入SYN_RCVD状态。

  3. 第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

1.12 四次挥手

断开连接端可以是Client端，也可以是Server端。假设Client端发起中断连接请求：

  1. 第一次挥手：客户端先发送FIN报文（第24帧），用来关闭主动方到被动关闭方的数据传送，也就是客户端告诉服务器：我已经不会再给你发数据了(当然，在fin包之前发送出去的数据，如果没有收到对应的ack确认报文，客户端依然会重发这些数据)，但此时客户端还可以接受数据。

  2. 第二次挥手：Server端接到FIN报文后，但是如果还有数据没有发送完成，则不必急着关闭Socket，可以继续发送数据。所以服务器端先发送ACK（第25帧），告诉Client端：请求已经收到了，但是我还没准备好，请继续等待停止的消息。这个时候Client端就进入FIN_WAIT状态，继续等待Server端的FIN报文。

  3. 第三次挥手：当Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文（第26帧），告诉Client端：服务器这边数据发完了，准备好关闭连接了。

  4. 第四次挥手：Client端收到FIN报文后，就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，所以发送ACK后进入TIME_WAIT状态（第27帧）， Server端收到ACK后，就知道可以断开连接了。Client端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明Server端已正常关闭，最后，Client端也可以关闭连接了至此，TCP连接就已经完全关闭了！

2. IP地址

2.1 IP分类

A、B、C、D、E五类地址

  1. A类地址由政府机构使用。
    区别：A类地址的第1字节是网络的地址，其它的3个字节为主机的地址。
    A类地址范围为：1.0.0.1-126.255.255.254。
  1. B类地址有中等等级公司使用。
    区别：B类地址的第1字节和第2字节是网络地址，其它2个字节为主机的地址。B类地址范围：128.0.0.1—191.255.255.254。
  1. C类地址分配给需要的个人。
    区别：C类地址第1字节、第2字节和第3个字节为网络地址，最后一个字节为主机地址。并且第1个字节的前三位都是110。C类地址范围：192.0.0.1—223.255.255.254。
  1. D类地址用于组播。
    区别：D类地址不分网络地址和主机地址，但它的第1个字节的前四位都是1110。D类地址范围：224.0.0.1—239.255.255.254
  1. E类地址用于实验。
    区别：E类地址也不分网络地址和主机地址，但它的第1个字节的前五位都是11110。E类地址范围：240.0.0.1—255.255.255.254

2.2 求子网数和主机数

202.112.78.0 是个C类IP 前3位为网络位 最后一位是主机位
子网掩码是255.255.255.192（11111111.11111111.11111111.11000000）
说明 向主机位借2位

（11000000 11为子网 000000为主机）
所以 n = 2 ，m = 6

  1. 求子网数公式：

2的n次方-2 = 可划分的子网数

n=2 所以可以划分2个子网

  1. 求主机数公式：

2的m次方 - 2 = 每个子网的主机主机数

又因为m=6

2.3 求子网掩码

  1. 利用子网数来计算

在求子网掩码之前必须先搞清楚要划分的子网数目，以及每个子网内的所需主机数目。

1)将子网数目转化为二进制来表示

2)取得该二进制的位数，为 N

3)取得该IP地址的类子网掩码，将其主机地址部分的的前N位置 1 即得出该IP地址划分子网的子网掩码。

如欲将B类IP地址168.195.0.0划分成27个子网：

1)27=11011

2)该二进制为五位数，N = 5

3)将B类地址的子网掩码255.255.0.0的主机地址前5位置 1，得到 255.255.248.0

即为划分成 27个子网的B类IP地址 168.195.0.0的子网掩码。

  1. 利用主机数来计算

1)将主机数目转化为二进制来表示

2)如果主机数小于或等于254（注意去掉保留的两个IP地址），则取得该主机的二进制位数，为 N，这里肯定 N<8。如果大于254，则 N>8，这就是说主机地址将占据不止8位。

3)使用255.255.255.255来将该类IP地址的主机地址位数全部置1，然后从后向前的将N位全部置为 0，即为子网掩码值。

3. TCP/IP协议

3.1 概念

TCP/IP协议是一个协议集合。大家叫的时候方便说，所以统称为TCP/IP。TCP/IP协议族中有一个重要的概念是分层，TCP/IP协议按照层次分为以下四层。应用层、传输层、网络层、数据链路层。为什么要分层？这就如同邓小平1978年的大包干，责任到人。一个层只负责一个层次的问题，如果出问题了，和其他的层次无关，只要维护这个层次也就好了。其实编程语言里也能体现这个分层理论，即封转性、隔离。

TCP/IP

TCP/IP通信数据流

数据流

3.2 IP协议

属于网络层

IP协议：IP(Internet protocol),这里的IP不是值得我们通常所说的192.168.1.1.这个IP指的是一种协议，而后面的数字值得是IP地址。IP协议的作用在于把各种数据包准确无误的传递给对方，其中两个重要的条件是IP地址，和MAC地址（Media Access Control Address）。由于IP地址是稀有资源，不可能每个人都拥有一个IP地址，所以我们通常的IP地址是路由器给我们生成的IP地址，路由器里面会记录我们的MAC地址。而MAC地址是全球唯一的，除去人为因素外不可能重复。举一个现实生活中的例子，IP地址就如同是我们居住小区的地址，而MAC地址就是我们住的那栋楼那个房间那个人。

3.3 ARP协议

属于数据链路层
使用 ARP 协议凭借 MAC 地址进行通信

IP 间的通信依赖 MAC 地址。在网络上，通信的双方在同一局域网（LAN）内的情况是很少的，通常是经过多台计算机和网络设备中转才能连接到对方。而在进行中转时，会利用下一站中转设备的 MAC 地址来搜索下一个中转目标。这时，会采用 ARP 协议（Address Resolution Protocol）。ARP 是一种用以解析地址的协议，根据通信方的 IP 地址就可以反查出对应的 MAC 地址

APR查找MAC

3.4 TCP协议

属于传输层
如果说IP协议是找到对方的详细地址。那么TCP协议就是把安全的把东西带给对方。各有分工，互不冲突。

按层次分，TCP属于传输层，提供可靠的字节流服务。什么叫字节流服务呢？这个名字听起来让人不知所以然，下面听下我通俗的解释。所谓的字节流，其实就类似于信息切割。比如你是一个卖自行车的，你要去送货。安装好的自行车，太过庞大，又不稳定，容易损伤。不如直接把自行车拆开来，每个零件上都贴上收货人的姓名。最后送到后按照把属于同一个人的自行车再组装起来，这个拆解、运输、拼装的过程其实就是TCP字节流的过程。

用漫画来表示三次握手
三次握手

3.5 DNS协议

属于应用层
DNS：DNS(Domain names System) 和HTTP协议一样是处于应用层的服务，提供域名到IP地址之间的解析服务。

互联网之间是通过IP地址通信的，但是IP地址并不符合认得记忆习惯，人喜欢记忆有意义的字词。所以DNS服务就为了解决这个问题而生了。其实很好理解，形如我们电脑中host文件，当我们添加下面一句配置后：
192.168.1.11 roverliang.com
当我们访问roverliang.com 的时候，电脑便不会去外网服务器上查询了，直接去访问192.168.1.111。这是一个简单的域名劫持，足以说明DNS的涵义了。

用一个漫画表示DNS解析过程
这里写图片描述

4. 七层架构与五层架构

*TCP/IP五层模型: *

  • 物理层
  • 数据链路层：ARP,RARP
  • 网络层： IP,ICMP,IGMP
  • 传输层：TCP ,UDP,UGP
  • 应用层：Telnet,FTP,SMTP,SNMP,DNS

OSI模型:

  • 物理层：EIA/TIA-232, EIA/TIA-499, V.35, V.24, RJ45, Ethernet, 802.3, 802.5, FDDI, NRZI, NRZ, B8ZS
  • 数据链路层：Frame Relay, HDLC, PPP, IEEE 802.3/802.2, FDDI, ATM, IEEE 802.5/802.2
  • 网络层：IP，IPX，AppleTalk DDP
  • 传输层：TCP，UDP，SPX
  • 会话层：RPC,SQL,NFS,NetBIOS,names,AppleTalk,ASP,DECnet,SCP
  • 表示层:TIFF,GIF,JPEG,PICT,ASCII,EBCDIC,encryption,MPEG,MIDI,HTML
  • 应用层：FTP,WWW,Telnet,NFS,SMTP,Gateway,SNMP

对应关系：

  • 对应的协议

  • 对应的设备
    OSI对象TCP/IP

-------------本文结束感谢您的阅读-------------