一 OSI與TCP/IP各層的結(jié)構(gòu)與功能,都有哪些協(xié)議?
學(xué)習(xí)計算機網(wǎng)絡(luò)時我們一般采用折中的辦法，也就是中和 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，這樣既簡潔又能將概念闡述清楚。
結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)的情況，自上而下地，非常簡要的介紹一下各層的作用。
1.1 應(yīng)用層
應(yīng)用層(application-layer）的任務(wù)是通過應(yīng)用進(jìn)程間的交互來完成特定網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。應(yīng)用層協(xié)議定義的是應(yīng)用進(jìn)程（進(jìn)程：主機中正在運行的程序）間的通信和交互的規(guī)則。對于不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需要不同的應(yīng)用層協(xié)議。在互聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用層協(xié)議很多，如域名系統(tǒng)DNS，支持萬維網(wǎng)應(yīng)用的 HTTP協(xié)議，支持電子郵件的 SMTP協(xié)議等等。我們把應(yīng)用層交互的數(shù)據(jù)單元稱為報文。
域名系統(tǒng)
域名系統(tǒng)(Domain Name System縮寫 DNS，Domain Name被譯為域名)是因特網(wǎng)的一項核心服務(wù)，它作為可以將域名和IP地址相互映射的一個分布式數(shù)據(jù)庫，能夠使人更方便的訪問互聯(lián)網(wǎng)，而不用去記住能夠被機器直接讀取的IP數(shù)串。（百度百科）例如：一個公司的 Web 網(wǎng)站可看作是它在網(wǎng)上的門戶，而域名就相當(dāng)于其門牌地址，通常域名都使用該公司的名稱或簡稱。例如上面提到的微軟公司的域名，類似的還有：IBM 公司的域名是 www.ibm.com、Oracle 公司的域名是 www.oracle.com、Cisco公司的域名是 www.cisco.com 等。
HTTP協(xié)議
超文本傳輸協(xié)議（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。所有的 WWW（萬維網(wǎng)） 文件都必須遵守這個標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計 HTTP 最初的目的是為了提供一種發(fā)布和接收 HTML 頁面的方法。（百度百科）
1.2 運輸層
運輸層(transport layer)的主要任務(wù)就是負(fù)責(zé)向兩臺主機進(jìn)程之間的通信提供通用的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。應(yīng)用進(jìn)程利用該服務(wù)傳送應(yīng)用層報文?！巴ㄓ玫摹笔侵覆⒉会槍δ骋粋€特定的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，而是多種應(yīng)用可以使用同一個運輸層服務(wù)。由于一臺主機可同時運行多個線程，因此運輸層有復(fù)用和分用的功能。所謂復(fù)用就是指多個應(yīng)用層進(jìn)程可同時使用下面運輸層的服務(wù)，分用和復(fù)用相反，是運輸層把收到的信息分別交付上面應(yīng)用層中的相應(yīng)進(jìn)程。
運輸層主要使用以下兩種協(xié)議:
TCP 與 UDP 的對比見問題三。
1.3 網(wǎng)絡(luò)層
在 計算機網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個計算機之間可能會經(jīng)過很多個數(shù)據(jù)鏈路，也可能還要經(jīng)過很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點， 確保數(shù)據(jù)及時傳送。 在發(fā)送數(shù)據(jù)時，網(wǎng)絡(luò)層把運輸層產(chǎn)生的報文段或用戶數(shù)據(jù)報封裝成分組和包進(jìn)行傳送。在 TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)中，由于網(wǎng)絡(luò)層使用 IP 協(xié)議，因此分組也叫 IP 數(shù)據(jù)報 ，簡稱 數(shù)據(jù)報。
這里要注意：不要把運輸層的“用戶數(shù)據(jù)報 UDP ”和網(wǎng)絡(luò)層的“ IP 數(shù)據(jù)報”弄混。另外，無論是哪一層的數(shù)據(jù)單元，都可籠統(tǒng)地用“分組”來表示。
這里強調(diào)指出，網(wǎng)絡(luò)層中的“網(wǎng)絡(luò)”二字已經(jīng)不是我們通常談到的具體網(wǎng)絡(luò)，而是指計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型中第三層的名稱.
互聯(lián)網(wǎng)是由大量的異構(gòu)（heterogeneous）網(wǎng)絡(luò)通過路由器（router）相互連接起來的。互聯(lián)網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議是無連接的網(wǎng)際協(xié)議（Intert Protocol）和許多路由選擇協(xié)議，因此互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層也叫做網(wǎng)際層或IP層。
1.4 數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路層(data link layer)通常簡稱為鏈路層。兩臺主機之間的數(shù)據(jù)傳輸，總是在一段一段的鏈路上傳送的，這就需要使用專門的鏈路層的協(xié)議。 在兩個相鄰節(jié)點之間傳送數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來的 IP 數(shù)據(jù)報組裝成幀，在兩個相鄰節(jié)點間的鏈路上傳送幀。每一幀包括數(shù)據(jù)和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差錯控制等）。
在接收數(shù)據(jù)時，控制信息使接收端能夠知道一個幀從哪個比特開始和到哪個比特結(jié)束。這樣，數(shù)據(jù)鏈路層在收到一個幀后，就可從中提出數(shù)據(jù)部分，上交給網(wǎng)絡(luò)層。 控制信息還使接收端能夠檢測到所收到的幀中有誤差錯。如果發(fā)現(xiàn)差錯，數(shù)據(jù)鏈路層就簡單地丟棄這個出了差錯的幀，以避免繼續(xù)在網(wǎng)絡(luò)中傳送下去白白浪費網(wǎng)絡(luò)資源。如果需要改正數(shù)據(jù)在鏈路層傳輸時出現(xiàn)差錯（這就是說，數(shù)據(jù)鏈路層不僅要檢錯，而且還要糾錯），那么就要采用可靠性傳輸協(xié)議來糾正出現(xiàn)的差錯。這種方法會使鏈路層的協(xié)議復(fù)雜些。
1.5 物理層
在物理層上所傳送的數(shù)據(jù)單位是比特。 物理層(physical layer)的作用是實現(xiàn)相鄰計算機節(jié)點之間比特流的透明傳送，盡可能屏蔽掉具體傳輸介質(zhì)和物理設(shè)備的差異。 使其上面的數(shù)據(jù)鏈路層不必考慮網(wǎng)絡(luò)的具體傳輸介質(zhì)是什么?！巴该鱾魉捅忍亓鳌北硎窘?jīng)實際電路傳送后的比特流沒有發(fā)生變化，對傳送的比特流來說，這個電路好像是看不見的。
在互聯(lián)網(wǎng)使用的各種協(xié)中最重要和最著名的就是 TCP/IP 兩個協(xié)議?，F(xiàn)在人們經(jīng)常提到的TCP/IP并不一定單指TCP和IP這兩個具體的協(xié)議，而往往表示互聯(lián)網(wǎng)所使用的整個TCP/IP協(xié)議族。
1.6 總結(jié)一下
上面我們對計算機網(wǎng)絡(luò)的五層體系結(jié)構(gòu)有了初步的了解，下面附送一張七層體系結(jié)構(gòu)圖總結(jié)一下。
二 TCP 三次握手和四次揮手(面試?？?
為了準(zhǔn)確無誤地把數(shù)據(jù)送達(dá)目標(biāo)處，TCP協(xié)議采用了三次握手策略。
2.1 TCP 三次握手漫畫圖解
如下圖所示，下面的兩個機器人通過3次握手確定了對方能正確接收和發(fā)送消息(圖片來源：《圖解HTTP》)。
簡單示意圖：
2.2 為什么要三次握手
三次握手的目的是建立可靠的通信信道，說到通訊，簡單來說就是數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，而三次握手最主要的目的就是雙方確認(rèn)自己與對方的發(fā)送與接收是正常的。
第一次握手：Client 什么都不能確認(rèn)；Server 確認(rèn)了對方發(fā)送正常，自己接收正常
第二次握手：Client 確認(rèn)了：自己發(fā)送、接收正常，對方發(fā)送、接收正常；Server 確認(rèn)了：對方發(fā)送正常，自己接收正常
第三次握手：Client 確認(rèn)了：自己發(fā)送、接收正常，對方發(fā)送、接收正常；Server 確認(rèn)了：自己發(fā)送、接收正常，對方發(fā)送、接收正常
所以三次握手就能確認(rèn)雙發(fā)收發(fā)功能都正常，缺一不可。
2.3 為什么要傳回 SYN
接收端傳回發(fā)送端所發(fā)送的 SYN 是為了告訴發(fā)送端，我接收到的信息確實就是你所發(fā)送的信號了。
SYN 是 TCP/IP 建立連接時使用的握手信號。在客戶機和服務(wù)器之間建立正常的 TCP 網(wǎng)絡(luò)連接時，客戶機首先發(fā)出一個 SYN 消息，服務(wù)器使用 SYN-ACK 應(yīng)答表示接收到了這個消息，最后客戶機再以 ACK(Acknowledgement[漢譯：確認(rèn)字符 ,在數(shù)據(jù)通信傳輸中，接收站發(fā)給發(fā)送站的一種傳輸控制字符。它表示確認(rèn)發(fā)來的數(shù)據(jù)已經(jīng)接受無誤。 ]）消息響應(yīng)。這樣在客戶機和服務(wù)器之間才能建立起可靠的TCP連接，數(shù)據(jù)才可以在客戶機和服務(wù)器之間傳遞。
2.4 傳了 SYN,為啥還要傳 ACK
雙方通信無誤必須是兩者互相發(fā)送信息都無誤。傳了 SYN，證明發(fā)送方到接收方的通道沒有問題，但是接收方到發(fā)送方的通道還需要 ACK 信號來進(jìn)行驗證。
斷開一個 TCP 連接則需要“四次揮手”：
2.5 為什么要四次揮手
任何一方都可以在數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后發(fā)出連接釋放的通知，待對方確認(rèn)后進(jìn)入半關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)另一方也沒有數(shù)據(jù)再發(fā)送的時候，則發(fā)出連接釋放通知，對方確認(rèn)后就完全關(guān)閉了TCP連接。
舉個例子：A 和 B 打電話，通話即將結(jié)束后，A 說“我沒啥要說的了”，B回答“我知道了”，但是 B 可能還會有要說的話，A 不能要求 B 跟著自己的節(jié)奏結(jié)束通話，于是 B 可能又巴拉巴拉說了一通，最后 B 說“我說完了”，A 回答“知道了”，這樣通話才算結(jié)束。
上面講的比較概括，推薦一篇講的比較細(xì)致的文章：https://blog.csdn.net/qzcsu/article/details/72861891
三 TCP,UDP 協(xié)議的區(qū)別
UDP 在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接，遠(yuǎn)地主機在收到 UDP 報文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情況下 UDP 確是一種最有效的工作方式（一般用于即時通信），比如： QQ 語音、 QQ 視頻 、直播等等
TCP 提供面向連接的服務(wù)。在傳送數(shù)據(jù)之前必須先建立連接，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束后要釋放連接。 TCP 不提供廣播或多播服務(wù)。由于 TCP 要提供可靠的，面向連接的傳輸服務(wù)（TCP的可靠體現(xiàn)在TCP在傳遞數(shù)據(jù)之前，會有三次握手來建立連接，而且在數(shù)據(jù)傳遞時，有確認(rèn)、窗口、重傳、擁塞控制機制，在數(shù)據(jù)傳完后，還會斷開連接用來節(jié)約系統(tǒng)資源），這一難以避免增加了許多開銷，如確認(rèn)，流量控制，計時器以及連接管理等。這不僅使協(xié)議數(shù)據(jù)單元的首部增大很多，還要占用許多處理機資源。TCP 一般用于文件傳輸、發(fā)送和接收郵件、遠(yuǎn)程登錄等場景。
四 TCP 協(xié)議如何保證可靠傳輸
4.1 ARQ協(xié)議
自動重傳請求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）是OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層和傳輸層的錯誤糾正協(xié)議之一。它通過使用確認(rèn)和超時這兩個機制，在不可靠服務(wù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)可靠的信息傳輸。如果發(fā)送方在發(fā)送后一段時間之內(nèi)沒有收到確認(rèn)幀，它通常會重新發(fā)送。ARQ包括停止等待ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議。
停止等待ARQ協(xié)議
優(yōu)點： 簡單
缺點： 信道利用率低，等待時間長
1) 無差錯情況:
發(fā)送方發(fā)送分組,接收方在規(guī)定時間內(nèi)收到,并且回復(fù)確認(rèn).發(fā)送方再次發(fā)送。
2) 出現(xiàn)差錯情況（超時重傳）:
停止等待協(xié)議中超時重傳是指只要超過一段時間仍然沒有收到確認(rèn)，就重傳前面發(fā)送過的分組（認(rèn)為剛才發(fā)送過的分組丟失了）。因此每發(fā)送完一個分組需要設(shè)置一個超時計時器，其重傳時間應(yīng)比數(shù)據(jù)在分組傳輸?shù)钠骄禃r間更長一些。這種自動重傳方式常稱為 自動重傳請求 ARQ 。另外在停止等待協(xié)議中若收到重復(fù)分組，就丟棄該分組，但同時還要發(fā)送確認(rèn)。連續(xù) ARQ 協(xié)議 可提高信道利用率。發(fā)送維持一個發(fā)送窗口，凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組可連續(xù)發(fā)送出去，而不需要等待對方確認(rèn)。接收方一般采用累積確認(rèn)，對按序到達(dá)的最后一個分組發(fā)送確認(rèn)，表明到這個分組位置的所有分組都已經(jīng)正確收到了。
3) 確認(rèn)丟失和確認(rèn)遲到
連續(xù)ARQ協(xié)議
連續(xù) ARQ 協(xié)議可提高信道利用率。發(fā)送方維持一個發(fā)送窗口，凡位于發(fā)送窗口內(nèi)的分組可以連續(xù)發(fā)送出去，而不需要等待對方確認(rèn)。接收方一般采用累計確認(rèn)，對按序到達(dá)的最后一個分組發(fā)送確認(rèn)，表明到這個分組為止的所有分組都已經(jīng)正確收到了。
優(yōu)點： 信道利用率高，容易實現(xiàn)，即使確認(rèn)丟失，也不必重傳。
缺點： 不能向發(fā)送方反映出接收方已經(jīng)正確收到的所有分組的信息。 比如：發(fā)送方發(fā)送了 5條 消息，中間第三條丟失（3號），這時接收方只能對前兩個發(fā)送確認(rèn)。發(fā)送方無法知道后三個分組的下落，而只好把后三個全部重傳一次。這也叫 Go-Back-N（回退 N），表示需要退回來重傳已經(jīng)發(fā)送過的 N 個消息。
4.2 滑動窗口和流量控制
TCP 利用滑動窗口實現(xiàn)流量控制。流量控制是為了控制發(fā)送方發(fā)送速率，保證接收方來得及接收。 接收方發(fā)送的確認(rèn)報文中的窗口字段可以用來控制發(fā)送方窗口大小，從而影響發(fā)送方的發(fā)送速率。將窗口字段設(shè)置為 0，則發(fā)送方不能發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.3 擁塞控制
在某段時間，若對網(wǎng)絡(luò)中某一資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞。這種情況就叫擁塞。擁塞控制就是為了防止過多的數(shù)據(jù)注入到網(wǎng)絡(luò)中，這樣就可以使網(wǎng)絡(luò)中的路由器或鏈路不致過載。擁塞控制所要做的都有一個前提，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機，所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。相反，流量控制往往是點對點通信量的控制，是個端到端的問題。流量控制所要做到的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。
為了進(jìn)行擁塞控制，TCP 發(fā)送方要維持一個 擁塞窗口(cwnd) 的狀態(tài)變量。擁塞控制窗口的大小取決于網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度，并且動態(tài)變化。發(fā)送方讓自己的發(fā)送窗口取為擁塞窗口和接收方的接受窗口中較小的一個。
TCP的擁塞控制采用了四種算法，即 慢開始 、 擁塞避免 、快重傳 和 快恢復(fù)。在網(wǎng)絡(luò)層也可以使路由器采用適當(dāng)?shù)姆纸M丟棄策略（如主動隊列管理 AQM），以減少網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。
五 在瀏覽器中輸入url地址 ->> 顯示主頁的過程(面試?？?
百度好像最喜歡問這個問題。
打開一個網(wǎng)頁，整個過程會使用哪些協(xié)議
圖解（圖片來源：《圖解HTTP》）：
總體來說分為以下幾個過程:
具體可以參考下面這篇文章：
六 狀態(tài)碼
七 各種協(xié)議與HTTP協(xié)議之間的關(guān)系
一般面試官會通過這樣的問題來考察你對計算機網(wǎng)絡(luò)知識體系的理解。
圖片來源：《圖解HTTP》
八 HTTP長連接,短連接
在HTTP/1.0中默認(rèn)使用短連接。也就是說，客戶端和服務(wù)器每進(jìn)行一次HTTP操作，就建立一次連接，任務(wù)結(jié)束就中斷連接。當(dāng)客戶端瀏覽器訪問的某個HTML或其他類型的Web頁中包含有其他的Web資源（如JavaScript文件、圖像文件、CSS文件等），每遇到這樣一個Web資源，瀏覽器就會重新建立一個HTTP會話。
而從HTTP/1.1起，默認(rèn)使用長連接，用以保持連接特性。使用長連接的HTTP協(xié)議，會在響應(yīng)頭加入這行代碼：
在使用長連接的情況下，當(dāng)一個網(wǎng)頁打開完成后，客戶端和服務(wù)器之間用于傳輸HTTP數(shù)據(jù)的TCP連接不會關(guān)閉，客戶端再次訪問這個服務(wù)器時，會繼續(xù)使用這一條已經(jīng)建立的連接。Keep-Alive不會永久保持連接，它有一個保持時間，可以在不同的服務(wù)器軟件（如Apache）中設(shè)定這個時間。實現(xiàn)長連接需要客戶端和服務(wù)端都支持長連接。
HTTP協(xié)議的長連接和短連接，實質(zhì)上是TCP協(xié)議的長連接和短連接。
—— 《HTTP長連接、短連接究竟是什么？》
九 HTTP是不保存狀態(tài)的協(xié)議,如何保存用戶狀態(tài)?
HTTP 是一種不保存狀態(tài)，即無狀態(tài)（stateless）協(xié)議。也就是說 HTTP 協(xié)議自身不對請求和響應(yīng)之間的通信狀態(tài)進(jìn)行保存。那么我們保存用戶狀態(tài)呢？Session 機制的存在就是為了解決這個問題，Session 的主要作用就是通過服務(wù)端記錄用戶的狀態(tài)。典型的場景是購物車，當(dāng)你要添加商品到購物車的時候，系統(tǒng)不知道是哪個用戶操作的，因為 HTTP 協(xié)議是無狀態(tài)的。服務(wù)端給特定的用戶創(chuàng)建特定的 Session 之后就可以標(biāo)識這個用戶并且跟蹤這個用戶了（一般情況下，服務(wù)器會在一定時間內(nèi)保存這個 Session，過了時間限制，就會銷毀這個Session）。
在服務(wù)端保存 Session 的方法很多，最常用的就是內(nèi)存和數(shù)據(jù)庫(比如是使用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫redis保存)。既然 Session 存放在服務(wù)器端，那么我們?nèi)绾螌崿F(xiàn) Session 跟蹤呢？大部分情況下，我們都是通過在 Cookie 中附加一個 Session ID 來方式來跟蹤。
Cookie 被禁用怎么辦?
最常用的就是利用 URL 重寫把 Session ID 直接附加在URL路徑的后面。
十 Cookie的作用是什么?和Session有什么區(qū)別？
Cookie 和 Session都是用來跟蹤瀏覽器用戶身份的會話方式，但是兩者的應(yīng)用場景不太一樣。
Cookie 一般用來保存用戶信息 比如①我們在 Cookie 中保存已經(jīng)登錄過得用戶信息，下次訪問網(wǎng)站的時候頁面可以自動幫你登錄的一些基本信息給填了；②一般的網(wǎng)站都會有保持登錄也就是說下次你再訪問網(wǎng)站的時候就不需要重新登錄了，這是因為用戶登錄的時候我們可以存放了一個 Token 在 Cookie 中，下次登錄的時候只需要根據(jù) Token 值來查找用戶即可(為了安全考慮，重新登錄一般要將 Token 重寫)；③登錄一次網(wǎng)站后訪問網(wǎng)站其他頁面不需要重新登錄。Session 的主要作用就是通過服務(wù)端記錄用戶的狀態(tài)。 典型的場景是購物車，當(dāng)你要添加商品到購物車的時候，系統(tǒng)不知道是哪個用戶操作的，因為 HTTP 協(xié)議是無狀態(tài)的。服務(wù)端給特定的用戶創(chuàng)建特定的 Session 之后就可以標(biāo)識這個用戶并且跟蹤這個用戶了。
Cookie 數(shù)據(jù)保存在客戶端(瀏覽器端)，Session 數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器端。
Cookie 存儲在客戶端中，而Session存儲在服務(wù)器上，相對來說 Session 安全性更高。如果使用 Cookie 的一些敏感信息不要寫入 Cookie 中，最好能將 Cookie 信息加密然后使用到的時候再去服務(wù)器端解密。
十一 HTTP 1.0和HTTP 1.1的主要區(qū)別是什么?
這部分回答引用這篇文章 https://mp.weixin.qq.com/s/GICbiyJpINrHZ41u_4zT-A? 的一些內(nèi)容。
HTTP1.0最早在網(wǎng)頁中使用是在1996年，那個時候只是使用一些較為簡單的網(wǎng)頁上和網(wǎng)絡(luò)請求上，而HTTP1.1則在1999年才開始廣泛應(yīng)用于現(xiàn)在的各大瀏覽器網(wǎng)絡(luò)請求中，同時HTTP1.1也是當(dāng)前使用最為廣泛的HTTP協(xié)議。 主要區(qū)別主要體現(xiàn)在：
十二 URI和URL的區(qū)別是什么?
URI的作用像身份證號一樣，URL的作用更像家庭住址一樣。URL是一種具體的URI，它不僅唯一標(biāo)識資源，而且還提供了定位該資源的信息。
十三 HTTP 和 HTTPS 的區(qū)別？
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