计算机网络-面试八股文

计算机网络

OSI七层-TCP/IP四层-五层协议#

在实际应用中，TCP/IP四层 更常用，所以下面的相关协议就按四层划分。

OSI七层模型

应用层#

每一个应用层（TCP/IP参考模型的最高层）协议一般都会使用到两个传输层协议之一： 面向连接的TCP传输控制协议和无连接的包传输的UDP用户数据报文协议。 常用的应用层协议有：

运行在TCP协议上的协议：

• HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议），主要用于普通浏览。
• HTTPS（Hypertext Transfer Protocol over Secure Socket Layer, or HTTP over SSL，安全超文本传输协议）,HTTP协议的安全版本。
• FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议），由名知义，用于文件传输。
• POP3（Post Office Protocol, version 3，邮局协议），收邮件用。
• SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议），用来发送电子邮件。
• TELNET（Teletype over the Network，网络电传），通过一个终端（terminal）登陆到网络。
• SSH（Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET），用于加密安全登陆用。

运行在UDP协议上的协议：

• BOOTP（Boot Protocol，启动协议），应用于无盘设备。
• NTP（Network Time Protocol，网络时间协议），用于网络同步。
• DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），动态配置IP地址。

其他：

• DNS（Domain Name Service，域名服务），用于完成地址查找，邮件转发等工作（运行在TCP和UDP协议上）。
• ECHO（Echo Protocol，回绕协议），用于查错及测量应答时间（运行在TCP和UDP协议上）。
• SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议），用于网络信息的收集和网络管理。
• ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议），用于动态解析以太网硬件的地址。

DNS协议#

DHCP 动态配置IP#

DHCP是动态主机设置协议，是一个局域网的网络协议，使用UDP协议工作。主要有两个用途：1用于内部网或网络服务供应商自动分配IP地址；2给用户用于内部网管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。DHCP的主要作用就是管理和分配IP地址。

SSH 远程登录#

FTP 文件传输#

SMTP 邮件#

HTTP协议#

HTTPS#

WebSocket#

WebSocket

1.什么是websocket#

WebSocket是HTML5下一种新的协议（websocket协议本质上是一个基于tcp的协议）
它实现了浏览器与服务器全双工通信，能更好的节省服务器资源和带宽并达到实时通讯的目的
Websocket是一个持久化的协议

2.websocket的原理#

websocket约定了一个通信的规范，通过一个握手的机制，客户端和服务器之间能建立一个类似tcp的连接，从而方便它们之间的通信
在websocket出现之前，web交互一般是基于http协议的短连接或者长连接
websocket是一种全新的协议，不属于http无状态协议，协议名为"ws"

WebSocket与HTTP的关系#

WebSocket相比于HTTP的改进#

一旦WebSocket连接建立后，后续数据都以帧序列的形式传输。在客户端断开WebSocket连接或Server端中断连接前，不需要客户端和服务端重新发起连接请求。在海量并发及客户端与服务器交互负载流量大的情况下，极大的节省了网络带宽资源的消耗，有明显的性能优势，且客户端发送和接受消息是在同一个持久连接上发起，实现了“真·长链接”，实时性优势明显。

FTP协议#

运输层（传输层）#

TCP#

UDP#

网络层#

网络层的设备有：路由器#

IP#

IPv4与IPv6#

ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）#

用于动态解析以太网硬件的地址。

路由协议#

路由可分为静态&动态路由。静态路由由管理员手动维护；动态路由由路由协议自动维护

静态路由#

静态路由是由系统管理员设计与构建的路由表规定的路由。适用于网关数量有限的场合，且网络拓朴结构不经常变化的网络。其缺点是不能动态地适用网络状况的变化，当网络状况变化后必须由网络管理员修改路由表。

动态路由#

动态路由是由路由选择协议而动态构建的，路由协议之间通过交换各自所拥有的路由信息实时更新路由表的内容。动态路由可以自动学习网络的拓朴结构，并更新路由表。其缺点是路由广播更新信息将占据大量的网络带宽。

RIP 路由协议

OSPF 路由协议

BGP 和 BGP4 路由协议

IGRP

EIGRP 协议

物理层#

常见物理层设备#

• 光纤
• CAT-5线 5类双绞线
  • CAT-6线 提供越来越高的带宽
• CAT-7线 567都是网线
• RJ-45接头 网线头
• 集线器
• 交换机
• 网卡（OSI的数据链路层，因为有MAC地址）
• 网桥
• 串口
• 并口
• 调制解调器：它能把计算机的数字信号翻译成可沿普通电话线传送的脉冲信号,而这些脉冲信号又可被线路另一端的另一个调制解调器接收,并译成计算机可懂的语言.这一简单过程完成了两台计算机间的通信。

集线器#

任何进入端口数据包会被转发到除进入端口之外的其他所有端口。具体而言，即每个比特或码元被转发时是原封不动的。由于每个数据包被分发到所有端口，其冲突会影响到整个网络，进而限制了它的整体的能力。

交换机#

现在的交换机可以工作在 OSI 的不同层级

• 一层网络设备传输数据而不控制任何流量，比如集线器。
• 二层交换机依据硬件地址（MAC 地址）在数据链路层（第二层）传送网络帧。
• 三层交换机则可以处理第三层网络层协议，用于连接不同网段，通过对缺省网关的查询学习来建立两个网段之间的直接连接
• 四层交换机可以处理第四层传输层协议，可以将会话与一个具体的IP地址绑定，以实现虚拟IP
  加智能的交换器，可以充分利用频宽资源来过滤，识别和处理应用层数据转换的交换设备。

网卡#

网桥#

对高层协议（包括传输层及更高层次）进行转换的网间连接器

串口#

RS232接口与RS485接口的区别

Modbus串行通信协议#

Modbus RTU#

Modbus#

#

Reference#

• 软件开发八股面经
  • 【24】C++岗位求职面试八股文第二十四篇（计算机网络）
• OSI七层模型
• WebSocket