计算机网络知识点整理

【笔试】计算机网络知识点整理

2018-07-25 23:51:39 Sha777wee 阅读数 8526更多

分类专栏： 笔试

1. OSI与TCP/IP各层的结构与功能，都有哪些协议。 
 
OSI模型 
　　OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。 
　　OSI七层模型是一种框架性的设计方法，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。

OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。

OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则： 
1、同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。 
2、同一节点内相邻层之间通过接口（可以是逻辑接口）进行通信。 
3、七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并且向其上层提供服务。 
4、不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

各层简介：

　　【1】物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换），这一层的数据叫做比特。

　　【2】数据链路层：负责物理传输的准备。在物理层提供比特流服务的基础上，建立相邻结点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧（Frame）在信道上无差错的传输，并进行各电路上的动作系列。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。在这一层，数据的单位称为帧（frame）。数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。MAC地址和交换机在这一层。

　　【3】网络层：在 计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。如 果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分，此外还有一些路由协议和地 址解析协议（ARP）。有关路由的一切事情都在这第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。负责管理网络地址、定位设备、决定路由，路由器工作在这层。包括用户数据包，路由更新包。

　　【4】传输层：OSI中最重要的一层，负责分割组合数据，实现端到端的逻辑连接。第4层的数据单元也称作数据包（packets）。但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段 （segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的 数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层提供端到端（最终用户到最终用户）的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中 传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等。

　　【5】会话层：负责在网络中两个节点间建立、维护、控制会话，区分不同的会话，以及提供单工、半双工、全双工三种通信模式服务。通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路，主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。NFS、X Windows、RPC都在这一层。

　　【6】表示层：可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。例如，PC程序与另一台计算机进行通信，其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码（EBCDIC），而另一台则使用美国信息交换标准码（ASCII）来表示相同的字符。如有必要，表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换。这一层主要解决信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩， 加密和解密等工作都由表示层负责。

　　【7】应用层： 是最靠近用户的OSI层，这一层为用户的操作系统或应用程序（例如电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务。。应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。 
　　 
TCP/IP模型：

是最基本的Internet协议，有网络层的IP和传输层的TCP构成。指TCP/IP协议簇。

分为四层，每一层都呼叫他的下一层所提供的网络来实现自己的需求。

1、网络接口层负责底层的传输，常见协议有Ethernet 802.3 、Token Ring 802.5、X.25等。

2、网络层负责不同计算机之间的通信

3、传输层负责应用程序间的通信，主要包括格式化信息流，提供可靠地传输等。

4、应用层倾向于向用户提供服务，如电子邮件，远程登录等。

属于TCP/IP协议簇的所有协议都位于该模型的上面三层。

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议。其中TCP提供IP环境下的数据可靠传输，它提供的服务包括数据流传送、可靠性、有效流控、全双工操作和多路复 用。通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。通俗说，它是事先为所发送的数据开辟出连接好的通道，然后再进行数据发送；而UDP则不为IP提供可靠性、 流控或差错恢复功能。一般来说，TCP对应的是可靠性要求高的应用，而UDP对应的则是可靠性要求低、传输经济的应用。TCP支持的应用协议主要 有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的应用层协议主要有：NFS（网络文件系统）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系 统）、TFTP（通用文件传输协议）等.

TCP/IP协议与低层的网络接口层无关，这也是TCP/IP的重要特点。

除了层的数量之外，开放式系统互联（OSI）模型与TCP/IP协议有什么区别？

开放式系统互联模型是一个参考标准，解释协议相互之间应该如何相互作用。TCP/IP协议是美国国防部发明的，是让互联网成为了目前这个样子的标准之一。开放式系统互联模型中没有清楚地描绘TCP/IP协议，但是在解释TCP/IP协议时很容易想到开放式系统互联模型。两者的主要区别如下：

TCP/IP协议中的应用层处理开放式系统互联模型中的第五层、第六层和第七层的功能。

TCP/IP协议中的传输层并不能总是保证在传输层可靠地传输数据包，而开放式系统互联模型可以做到。TCP/IP协议还提供一项名为UDP（用户数据报协议）的选择。UDP不能保证可靠的数据包传输。

2. TCP与UDP的区别。 
TCP的优点： 可靠，稳定 TCP的可靠体现在TCP在传递数据之前，会有三次握手来建立连接，而且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完后，还会断开连接用来节约系统资源。 TCP的缺点： 慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击。TCP在传递数据之前，要先建连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞控制机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接，事实上，每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件资源。 而且，因为TCP有确认机制、三次握手机制，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS、DDOS、CC等攻击。

UDP的优点： 快，比TCP稍安全。UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，UDP是一个无状态的传输协议，所以它在传递数据时非常快。没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。但UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP Flood攻击…… UDP的缺点： 不可靠，不稳定 因为UDP没有TCP那些可靠的机制，在数据传递时，如果网络质量不好，就会很容易丢包。 基于上面的优缺点，那么： 什么时候应该使用TCP： 当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。 在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下： 浏览器，用的HTTP FlashFXP，用的FTP Outlook，用的POP、SMTP Putty，用的Telnet、SSH QQ文件传输 ………… 什么时候应该使用UDP： 当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。 比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下： QQ语音 QQ视频 TFTP ……

总结

• TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
• TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付
• TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的 
  UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）
• 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
• TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节
• TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

3. TCP报文结构。 
 
1、端口号：用来标识同一台计算机的不同的应用进程。

1）源端口：源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。

2）目的端口：端口指明接收方计算机上的应用程序接口。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

2、序号和确认号：是TCP可靠传输的关键部分。序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的序号。在TCP传送的流中，每一个字节一个序号。 
这里可参考理解TCP序列号（Sequence Number）和确认号（Acknowledgment Number）

3、数据偏移／首部长度：4bits。由于首部可能含有可选项内容，因此TCP报头的长度是不确定的，报头不包含任何任选字段则长度为20字节，4位首部长度字段所能表示的最大值为1111，转化为10进制为15，15*32/8 = 60，故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移，是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值。

4、保留：为将来定义新的用途保留，现在一般置0。

5、控制位：URG ACK PSH RST SYN FIN，共6个，每一个标志位表示一个控制功能。

1）URG：紧急指针标志，为1时表示紧急指针有效，为0则忽略紧急指针。

2）ACK：确认序号标志，为1时表示确认号有效，为0表示报文中不含确认信息，忽略确认号字段。

3）PSH：push标志，为1表示是带有push标志的数据，指示接收方在接收到该报文段以后，应尽快将这个报文段交给应用程序，而不是在缓冲区排队。

4）RST：重置连接标志，用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。

5）SYN：同步序号，用于建立连接过程，在连接请求中，SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域，而连接应答捎带一个确认，即SYN=1和ACK=1。

6）FIN：finish标志，用于释放连接，为1时表示发送方已经没有数据发送了，即关闭本方数据流。

6、窗口：滑动窗口大小，用来告知发送端接受端的缓存大小，以此控制发送端发送数据的速率，从而达到流量控制。窗口大小时一个16bit字段，因而窗口大小最大为65535。

7、校验和：奇偶校验，此校验和是对整个的 TCP 报文段，包括 TCP 头部和 TCP 数据，以 16 位字进行计算所得。由发送端计算和存储，并由接收端进行验证。

8、紧急指针：只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量，和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。

9、选项和填充：最常见的可选字段是最长报文大小，又称为MSS（Maximum Segment Size），每个连接方通常都在通信的第一个报文段（为建立连接而设置SYN标志为1的那个段）中指明这个选项，它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍，所以要加填充位，即在这个字段中加入额外的零，以保证TCP头是32的整数倍。

10、数据部分： TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时，双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送，也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中，也会发送不带任何数据的报文段。

4. TCP的三次握手与四次挥手过程，各个状态名称与含义，TIMEWAIT的作用。 
 
详细过程 

如果理解了上面的序号和确认号，这里的理解也不难。 
1、客户端发送报文SYN=1请求建立连接，并进入SYN-SENT状态。这里客户端的初始序号为随机数X（可理解为发送端发送的数据应排在接收端X位置上）。 
2、服务端接收到请求，发送报文SYN=1和ACK=1，前者表示同意连接，后者表示客户端上次发送过来的数据已经正常接收，并进入SYN-RCYD状态。这里服务端的初始序号为随机数Y，确认号为X+1（可理解为下次发送过来的数据应该在X+1位置上才正确）。 
3、客户端接收到信息后再发送报文ACK=1表示确认，开启连接，进入ESTABLISHED状态。 
4、服务端接收到确认信息开启连接，进入ESTABLISHED状态。

关闭连接同理。

【注意】 在TIME_WAIT状态中，如果TCP client端最后一次发送的ACK丢失了，server端等不到者个ACT将重新发送FIN给client端，client端接收到知道ACT报文丢失了将重新发送ACT报文。TIME_WAIT状态中所需要的时间是依赖于实现方法的。典型的值为30秒、1分钟和2分钟。等待之后连接正式关闭，并且所有的资源(包括端口号)都被释放。

【问题1】为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？ 
答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，”你发的FIN报文我收到了”。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

【问题2】为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。

5. TCP拥塞控制。 
一般原理：发生拥塞控制的原因：资源(带宽、交换节点的缓存、处理机)的需求>可用资源。

作用：拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或者链路不至于过载。拥塞控制要做的都有一个前提：就是网络能够承受现有的网络负荷。

对比流量控制：拥塞控制是一个全局的过程，涉及到所有的主机、路由器、以及降低网络相关的所有因素。流量控制往往指点对点通信量的控制。是端对端的问题。

拥塞窗口：发送方为一个动态变化的窗口叫做拥塞窗口，拥塞窗口的大小取决于网络的拥塞程度。发送方让自己的发送窗口=拥塞窗口，但是发送窗口不是一直等于拥塞窗口的，在网络情况好的时候，拥塞窗口不断的增加，发送方的窗口自然也随着增加，但是接受方的接受能力有限，在发送方的窗口达到某个大小时就不在发生变化了。

发送方如何知道网络拥塞了呢？发送方发送一些报文段时，如果发送方没有在时间间隔内收到接收方的确认报文段，则就可以人为网络出现了拥塞。

慢启动算法的思路：主机开发发送数据报时，如果立即将大量的数据注入到网络中，可能会出现网络的拥塞。慢启动算法就是在主机刚开始发送数据报的时候先探测一下网络的状况，如果网络状况良好，发送方每发送一次文段都能正确的接受确认报文段。那么就从小到大的增加拥塞窗口的大小，即增加发送窗口的大小。

例子：开始发送方先设置cwnd（拥塞窗口）=1,发送第一个报文段M1，接收方接收到M1后，发送方接收到接收方的确认后，把cwnd增加到2，接着发送方发送M2、M3，发送方接收到接收方发送的确认后cwnd增加到4，慢启动算法每经过一个传输轮次（认为发送方都成功接收接收方的确认），拥塞窗口cwnd就加倍。

拥塞避免：为了防止cwnd增加过快而导致网络拥塞，所以需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量（我也不知道这个到底是什么，就认为他是一个拥塞控制的标识）,它的用法：

1、当cwnd < ssthresh,使用慢启动算法，

2、 当cwnd > ssthresh,使用拥塞控制算法，停用慢启动算法。

3、 当cwnd = ssthresh，这两个算法都可以。

拥塞避免的思路：是让cwnd缓慢的增加而不是加倍的增长，每经历过一次往返时间就使cwnd增加1，而不是加倍，这样使cwnd缓慢的增长，比慢启动要慢的多。

无论是慢启动算法还是拥塞避免算法，只要判断网络出现拥塞，就要把慢启动开始门限(ssthresh)设置为设置为发送窗口的一半（>=2），cwnd(拥塞窗口)设置为1，然后在使用慢启动算法，这样做的目的能迅速的减少主机向网络中传输数据，使发生拥塞的路由器能够把队列中堆积的分组处理完毕。

实例：1、TCP连接进行初始化的时候，cwnd=1,ssthresh=16。

2、在慢启动算法开始时，cwnd的初始值是1，每次发送方收到一个ACK拥塞窗口就增加1，当ssthresh =cwnd时，就启动拥塞控制算法，拥塞窗口按照规律增长，

3、当cwnd=24时，网络出现超时，发送方收不到确认ACK，此时设置ssthresh=12,(二分之一cwnd),设置cwnd=1,然后开始慢启动算法，当cwnd=ssthresh=12,慢启动算法变为拥塞控制算法，cwnd按照线性的速度进行增长。 

快重传：

快重传算法要求首先接收方收到一个失序的报文段后就立刻发出重复确认，而不要等待自己发送数据时才进行捎带确认。接收方成功的接受了发送方发送来的M1、M2并且分别给发送了ACK，现在接收方没有收到M3，而接收到了M4，显然接收方不能确认M4，因为M4是失序的报文段。如果根据可靠性传输原理接收方什么都不做，但是按照快速重传算法，在收到M4、M5等报文段的时候，不断重复的向发送方发送M2的ACK,如果接收方一连收到三个重复的ACK,那么发送方不必等待重传计时器到期，由于发送方尽早重传未被确认的报文段。

快恢复：

当发送方连续接收到三个确认时，就执行乘法减小算法，把慢启动开始门限（ssthresh）设置为cwnd的一半，但是接下来并不执行慢开始算法。

此时不执行慢启动算法，而是把cwnd设置为新的ssthresh值， 然后执行拥塞避免算法，使拥塞窗口缓慢增大。

6. TCP滑动窗口与回退N针协议。 
滑动窗口协议 
 
1、发送端和接收端分别设定发送窗口和接收窗口。 
2、三次握手的时候，客户端把自己的缓冲区大小也就是窗口大小发送给服务器，服务器回应是也将窗口大小发送给客户端，服务器客户端都知道了彼此的窗口大小。 
3、比如主机A的发送窗口大小为5，主机A可以向主机B发送5个单元，如果B缓冲区满了，A就要等待B确认才能继续发送数据。 
4、如果缓冲区中有1个报文被进程读取，主机B就会回复ACK给主机A，接收窗口向前滑动，报文中窗口大小为1，就说明A还可以发送1个单元的数据，发送窗口向前滑动，之后等待主机B的确认报文。 
只有接收窗口向前滑动并发送了确认时，发送窗口才能向前滑动。

停止等待ARQ协议（stop and wait） 
 
当发送窗口和接收窗口都等于1时，就是停止等待协议。发送端给接收端发送数据，等待接收端确认回复ACk，并停止发送新的数据包，开启计时器。数据包在计时器超时之前得到确认，那么计时器就会关闭，并发送下一个数据包。如果计时器超时，发送端就认为数据包丢失或被破坏，需要重新发送之前的数据包，说明数据包在得到确认之前，发送端需要存储数据包的副本。 
停止等待协议是发出一个帧后得到确认才发下一个，降低了信道的利用率。

退后N帧协议 
 
在发送完一个帧后，不用停下来等待确认，而是可以连续发送多个数据帧，这样就减少了等待时间，整个通信的通吞吐量提高。 
如果前一个帧在超时时间内未得到确认，就认为丢失或被破坏，需要重发出错帧及其后面的所有数据帧。这样有可能有把正确的数据帧重传一遍，降低了传送效率。 
线路很差时，使用退后N帧的协议会浪费大量的带宽重传帧。

选择重传协议 
 
NAK：非确认帧，当在一定时间内没有收到某个数据帧的ACK时，回复一个NACK。 
在发送过程中，如果一个数据帧计时器超时，就认为该帧丢失或者被破坏，接收端只把出错的的帧丢弃，其后面的数据帧保存在缓存中，并向发送端回复NAK。发送端接收到NAK时，只发送出错的帧。 
如果落在窗口的帧从未接受过，那么存储起来，等比它序列号小的所有帧都按次序交给网络层，那么此帧才提交给网络层。 
接收端收到的数据包的顺序可能和发送的数据包顺序不一样。因此在数据包里必须含有顺序字符来帮助接受端来排序。 
选择重传协议可以避免重复传送那些正确到达接收端的数据帧。但是接收端要设置具有相当容量的缓存空间，这在许多情况下是不够经济的。

7. Http的报文结构。 
http报文是面向文本的，报文中每一个字段都是一些ASCII码串，各个字段的长度是不确定的。http有两类报文：请求报文 响应报文

请求报文 
 
1、请求行

请求行由请求方法字段、URL字段和HTTP协议版本字段，组成，它们用空格分隔，例如：GET /index.html HTTP/1.1

HTTP协议的请求方法有GET、POST、HEAD、PUT、DELETE、OPTIONS、TRACE、CONNECT。这里介绍最常用的GET和POST方法；

GET：当client要从server中读取文档时，使用GET方法。GET方法要求服务器将URL定位的资源放在响应报文的数据部分，回送给client。

使用GET方法时，请求参数和对应的值附加在URL后面，利用一个问号（”?”）代表URL的结尾与请求参数的开始，传递参数长度受限制，例如： /index.jsp?id=100&op=bind

POST:当client给服务器提供信息较多时， 使用POST方法。POST方法将请求参数封装在HTTP请求数据中，以key/value的形式出现，可以传递大量数据，可用来传递文件

2、消息头部

请求头部由key/value键值对组成，每行一对，key和value用冒号”:”分隔，请求头部通知服务器有关于client端的请求信息，典型的请求头：

User-Agent：产生请求的浏览器类型 
Accept：client端可识别的内容类型列表 
Host：请求的主机名，允许多个域名同处一个ip地址，即虚拟主机　　　　

3、空行

最后一个请求头之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知服务器请求头结束。

对于一个完整的http请求来说空行是必须的，否则服务器会任务本次请求的数据尚未完全发送到server，处于等待状态

4、请求正文

请求数据不在GET方法中使用，而是在POST中使用。POST方法适用于需要client填写表单的场合，与请求数据相关的最常用的请求头是Content-Type 和Content-Length

响应报文 
 
1、状态行：状态行由 HTTP 协议版本字段、状态码和状态码的描述文本 3 个部分组成，他们之间使用空格隔开;

　　● 状态码由三位数字组成，第一位数字表示响应的类型，常用的状态码有五大类如下所示：

　　1xx：表示服务器已接收了客户端请求，客户端可继续发送请求;

　　2xx：表示服务器已成功接收到请求并进行处理;

　　3xx：表示服务器要求客户端重定向;

　　4xx：表示客户端的请求有非法内容;

　　5xx：表示服务器未能正常处理客户端的请求而出现意外错误;

　　● 状态码描述文本有如下取值：

　　200 OK：表示客户端请求成功;

　　400 Bad Request：表示客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解;

　　401 Unauthonzed：表示请求未经授权，该状态代码必须与 WWW-Authenticate 报头域一起使用;

　　403 Forbidden：表示服务器收到请求，但是拒绝提供服务，通常会在响应正文中给出不提供服务的原因;

　　404 Not Found：请求的资源不存在，例如，输入了错误的URL;

　　500 Internal Server Error：表示服务器发生不可预期的错误，导致无法完成客户端的请求;

　　503 Service Unavailable：表示服务器当前不能够处理客户端的请求，在一段时间之后，服务器可能会恢复正常;

2、响应头部：响应头可能包括：

　　Location：Location响应报头域用于重定向接受者到一个新的位置。例如：客户端所请求的页面已不存在原先的位置，为了让客户端重定向到这个页面新的位置，服务器端可以发回Location响应报头后使用重定向语句，让客户端去访问新的域名所对应的服务器上的资源;

　　Server：Server 响应报头域包含了服务器用来处理请求的软件信息及其版本。它和 User-Agent 请求报头域是相对应的，前者发送服务器端软件的信息，后者发送客户端软件(浏览器)和操作系统的信息。

　　Vary：指示不可缓存的请求头列表;

　　Connection：连接方式;

　　对于请求来说：close(告诉 WEB 服务器或者代理服务器，在完成本次请求的响应后，断开连接，不等待本次连接的后续请求了)。keepalive(告诉WEB服务器或者代理服务器，在完成本次请求的响应后，保持连接，等待本次连接的后续请求);

　　对于响应来说：close(连接已经关闭); keepalive(连接保持着，在等待本次连接的后续请求); Keep-Alive：如果浏览器请求保持连接，则该头部表明希望WEB 服务器保持连接多长时间(秒);例如：Keep-Alive：300;

　　WWW-Authenticate：WWW-Authenticate响应报头域必须被包含在401 (未授权的)响应消息中，这个报头域和前面讲到的Authorization 请求报头域是相关的，当客户端收到 401 响应消息，就要决定是否请求服务器对其进行验证。如果要求服务器对其进行验证，就可以发送一个包含了Authorization 报头域的请求;

3、空行：最后一个响应头部之后是一个空行，发送回车符和换行符，通知服务器以下不再有响应头部。

4、实体主体：服务器返回给客户端的文本信息; 
8. Http的状态码含义。 
　一、200状态码： 
　　成功2××： 成功处理了请求的状态码。 
　　1、200 ：服务器已成功处理了请求并提供了请求的网页。 
　　2、204： 服务器成功处理了请求，但没有返回任何内容。 
　　二、300状态码： 
　　重定向3×× ：每次请求中使用重定向不要超过 5 次。 
　　1、301： 请求的网页已永久移动到新位置。当URLs发生变化时，使用301代码。搜索引擎索引中保存新的URL。 
　　2、302： 请求的网页临时移动到新位置。搜索引擎索引中保存原来的URL。 
　　3、304： 如果网页自请求者上次请求后没有更新，则用304代码告诉搜索引擎机器人，可节省带宽和开销。 
　　三、400状态码： 
　　客户端错误4×× ：表示请求可能出错，妨碍了服务器的处理。 
　　1、400： 服务器不理解请求的语法。 
　　2、403： 服务器拒绝请求。 
　　3、404： 服务器找不到请求的网页。服务器上不存在的网页经常会返回此代码。 
　　4、410 ：请求的资源永久删除后，服务器返回此响应。该代码与 404（未找到）代码相似，但在资源以前存在而现在不存在的情况下，有时用来替代404 代码。如果资源已永久删除，应当使用 301 指定资源的新位置。 
　　四、500状态码： 
　　服务器错误5×× ：表示服务器在处理请求时发生内部错误。这些错误可能是服务器本身的错误，而不是请求出错。 
　　1、500 ：服务器遇到错误，无法完成请求。 
　　2、503： 服务器目前无法使用（由于超载或停机维护）。 
　　通常，这只是暂时状态。 希望大家在分析日志的时候可以参照一下，根据具体的状态码解决问题。

9. Http request的几种类型。 
1、 OPTIONS：返回服务器针对特定资源所支持的HTTP请求方法。也可以利用向Web服务器发送’*’的请求来测试服务器的功能性。

2、HEAD：向服务器索要与GET请求相一致的响应，只不过响应体将不会被返回。这一方法可以在不必传输整个响应内容的情况下，就可以获取包含在响应消息头中的元信息。

3、GET：向特定的资源发出请求。

4、POST：向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST请求可能会导致新的资源的创建和/或已有资源的修改。

5、PUT：向指定资源位置上传其最新内容。

6、DELETE：请求服务器删除Request-URI所标识的资源。

7、TRACE：回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。

8、CONNECT：HTTP/1.1协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。

10. Http1.1和Http1.0的区别 
1、长连接 
HTTP 1.0需要使用keep-alive参数来告知服务器端要建立一个长连接，而HTTP1.1默认支持长连接。

HTTP是基于TCP/IP协议的，创建一个TCP连接是需要经过三次握手的,有一定的开销，如果每次通讯都要重新建立连接的话，对性能有影响。因此最好能维持一个长连接，可以用个长连接来发多个请求。

2、节约带宽 
HTTP 1.1支持只发送header信息(不带任何body信息)，如果服务器认为客户端有权限请求服务器，则返回100，否则返回401。客户端如果接受到100，才开始把请求body发送到服务器。

这样当服务器返回401的时候，客户端就可以不用发送请求body了，节约了带宽。

另外HTTP还支持传送内容的一部分。这样当客户端已经有一部分的资源后，只需要跟服务器请求另外的部分资源即可。这是支持文件断点续传的基础。

3、HOST域 
现在可以web server例如tomat，设置虚拟站点是非常常见的，也即是说，web server上的多个虚拟站点可以共享同一个ip和端口。

HTTP1.0是没有host域的，HTTP1.1才支持这个参数。

11. Http怎么处理长连接。 
在HTTP1.0和HTTP1.1协议中都有对长连接的支持。其中HTTP1.0需要在request中增加Connection： keep-alive header才能够支持，而HTTP1.1默认支持。

1、http1.0请求与服务端的交互过程:

（1）客户端发出带有包含一个header：”Connection： keep-alive“的请求

（2）服务端接收到这个请求后,根据http1.0和”Connection： keep-alive“判断出这是一个长连接,就会在response的header中也增加”Connection： keep-alive“，同时不会关闭已建立的tcp连接.

（3）客户端收到服务端的response后,发现其中包含”Connection： keep-alive“，就认为是一个长连接，不关闭这个连接。并用该连接再发送request.转到（1）

2、http1.1请求与服务端的交互过程:

（1）客户端发出http1.1的请求

（2）服务端收到http1.1后就认为这是一个长连接,会在返回的response设置Connection： keep-alive,同时不会关闭已建立的连接.

（3）客户端收到服务端的response后,发现其中包含”Connection： keep-alive“，就认为是一个长连接，不关闭这个连接。并用该连接再发送request.转到（1）

基于http协议的长连接减少了请求,减少了建立连接的时间,但是每次交互都是由客户端发起的,客户端发送消息,服务端才能返回客户端消息。

12. Cookie与Session的作用原理。

Cookie

1、工作原理 
（1）创建Cookie 
当用户第一次浏览某个使用Cookie的网站时，该网站的服务器就进行如下工作： 
①该用户生成一个唯一的识别码（Cookie id），创建一个Cookie对象； 
②默认情况下它是一个会话级别的cookie，存储在浏览器的内存中，用户退出浏览器之后被删除。如果网站希望浏览器将该Cookie存储在磁盘上，则需要设置最大时效（maxAge），并给出一个以秒为单位的时间（将最大时效设为0则是命令浏览器删除该Cookie）； 
③将Cookie放入到HTTP响应报头，将Cookie插入到一个 Set-Cookie HTTP请求报头中。 
④发送该HTTP响应报文。 
（2）设置存储Cookie 
浏览器收到该响应报文之后，根据报文头里的Set-Cookied特殊的指示，生成相应的Cookie，保存在客户端。该Cookie里面记录着用户当前的信息。 
（3）发送Cookie 
当用户再次访问该网站时，浏览器首先检查所有存储的Cookies，如果某个存在该网站的Cookie（即该Cookie所声明的作用范围大于等于将要请求的资源），则把该cookie附在请求资源的HTTP请求头上发送给服务器。 
（4）读取Cookie 
服务器接收到用户的HTTP请求报文之后，从报文头获取到该用户的Cookie，从里面找到所需要的东西。

2、作用 
Cookie的根本作用就是在客户端存储用户访问网站的一些信息。典型的应用有：

（1）记住密码，下次自动登录。

（2）购物车功能。

（3）记录用户浏览数据，进行商品（广告）推荐。

3、缺陷 
①Cookie会被附加在每个HTTP请求中，所以无形中增加了流量。

②由于在HTTP请求中的Cookie是明文传递的，所以安全性成问题。（除非用HTTPS）

③Cookie的大小限制在4KB左右。对于复杂的存储需求来说是不够用的。

Session

1、工作原理 
（1）创建Session 
当用户访问到一个服务器，如果服务器启用Session，服务器就要为该用户创建一个SESSION，在创建这个SESSION的时候，服务器首先检查这个用户发来的请求里是否包含了一个SESSION ID，如果包含了一个SESSION ID则说明之前该用户已经登陆过并为此用户创建过SESSION，那服务器就按照这个SESSION ID把这个SESSION在服务器的内存中查找出来（如果查找不到，就有可能为他新创建一个），如果客户端请求里不包含有SESSION ID，则为该客户端创建一个SESSION并生成一个与此SESSION相关的SESSION ID。这个SESSION ID是唯一的、不重复的、不容易找到规律的字符串，这个SESSION ID将被在本次响应中返回到客户端保存，而保存这个SESSION ID的正是COOKIE，这样在交互过程中浏览器可以自动的按照规则把这个标识发送给服务器。 
（2）使用Session 
我们知道在IE中，我们可以在工具的Internet选项中把Cookie禁止，那么会不会出现把客户端的Cookie禁止了，那么SESSIONID就无法再用了呢？找了一些资料说明，可以有其他机制在COOKIE被禁止时仍然能够把Session id传递回服务器。

经常被使用的一种技术叫做URL重写，就是把Session id直接附加在URL路径的后面一种是作为URL路径的附加信息,表现形式为：

http://…./xxx;jSession=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764；

另一种是作为查询字符串附加在URL后面，表现形式为：

http://…../xxx?jSession=ByOK3vjFD75aPnrF7C2HmdnV6QZcEbzWoWiBYEnLerjQ99zWpBng!-145788764

还有一种就是表单隐藏字段。就是服务器会自动修改表单，添加一个隐藏字段，以便在表单提交时能够把Session id传递回服务器。

2、作用

Session的根本作用就是在服务端存储用户和服务器会话的一些信息。典型的应用有：

（1）判断用户是否登录。

（2）购物车功能。

Cookie和Session的比较：

1、存放位置不同

Cookie保存在客户端，Session保存在服务端。

2 、存取方式的不同

Cookie中只能保管ASCII字符串，假如需求存取Unicode字符或者二进制数据，需求先进行编码。Cookie中也不能直接存取Java对象。若要存储略微复杂的信息，运用Cookie是比拟艰难的。

而Session中能够存取任何类型的数据，包括而不限于String、Integer、List、Map等。Session中也能够直接保管Java Bean乃至任何Java类，对象等，运用起来十分便当。能够把Session看做是一个Java容器类。

3、安全性（隐私策略）的不同

Cookie存储在浏览器中，对客户端是可见的，客户端的一些程序可能会窥探、复制以至修正Cookie中的内容。而Session存储在服务器上，对客户端是透明的，不存在敏感信息泄露的风险。 假如选用Cookie，比较好的方法是，敏感的信息如账号密码等尽量不要写到Cookie中。最好是像Google、Baidu那样将Cookie信息加密，提交到服务器后再进行解密，保证Cookie中的信息只要本人能读得懂。而假如选择Session就省事多了，反正是放在服务器上，Session里任何隐私都能够有效的保护。

4、有效期上的不同

只需要设置Cookie的过期时间属性为一个很大很大的数字，Cookie就可以在浏览器保存很长时间。 由于Session依赖于名为JSESSIONID的Cookie，而Cookie JSESSIONID的过期时间默许为–1，只需关闭了浏览器（一次会话结束），该Session就会失效。

5、对服务器造成的压力不同

Session是保管在服务器端的，每个用户都会产生一个Session。假如并发访问的用户十分多，会产生十分多的Session，耗费大量的内存。而Cookie保管在客户端，不占用服务器资源。假如并发阅读的用户十分多，Cookie是很好的选择。

6、 跨域支持上的不同

Cookie支持跨域名访问，例如将domain属性设置为“.baidu.com”，则以“.baidu.com”为后缀的一切域名均能够访问该Cookie。跨域名Cookie如今被普遍用在网络中。而Session则不会支持跨域名访问。Session仅在他所在的域名内有效。

13. 电脑上访问一个网页，整个过程是怎么样的：DNS、HTTP、TCP、OSPF、IP、ARP。

首先了解一下各个协议是什么：

应用层： 
1、DNS（53）： 
我们输入的是一个URL需要转化成IP地址。首先我们知道我们本地的机器上在配置网络时都会填写DNS，这样本机就会把这个url发给这个配置的DNS服务器，如果能够找到相应的url则返回其ip，否则该DNS将继续将该解析请求发送给上级DNS，整个DNS可以看做是一个树状结构，该请求将一直发送到根直到得到结果。

2、HTTP（80） 
HTTP协议的主要职责是生成针对目标web服务器的http请求报文（请求行、请求头部）

传输层 
3、TCP 
将http请求报文分割成报文段，按序号分为多个报文段。（三次握手）

网络层 
4、IP 
搜索目标的地址，一边中转一边传送。（路由）

5、ARP 
因为最终都要在数据链路层上进行传输，而数据链路层并不认识IP地址，所以ARP的职责就是把IP地址转换成数据链路层认识的MAC地址。

通过数据链路层到达目标机器之后。

网络层 
6、RARP 
这其实是ARP的逆过程，将MAC地址转换成Ip地址

传输层 
7、TCP 
将接收到的报文段按序号进行重组。

应用层 
8、 HTTP 
HTTP协议对http请求进行解析处理。

例子： 
重点内容 
假设你用一个全新的浏览器（第一次启动的那种），访问百度（http://www.baidu.com/**），在你敲入网址并按下回车之后，将会发生以下神奇的事情： 
http://www.baidu.com/浏览器先尝试从Host文件中获取http://www.baidu.com/对应的IP地址，如果能取到当然万事大吉大家都能嗨，如果不能，就使用DNS协议来获取IP咯。 
在DNS协议中，PC会向你的本地DNS服务器求助（一般是路由器），希望从本地DNS服务器那里得到百度的IP，得到就好，得不到还得向更高层次的DNS服务器求助，最终总能得到百度的IP。 
得到百度的IP，下一步是使用TCP协议，建立TCP连接。 
在TCP协议中，建立TCP需要与百度服务器握手三次，你先告诉服务器你要给服务器发东西（SYN），服务器应答你并告诉你它也要给你发东西（SYN、ACK），然后你应答服务器（ACK），总共来回了3次，称为3次握手。 
不过，建立TCP连接有个前提（或者说给服务器发消息有个前提）：你必须能成功地把消息发到服务器上。虽然已经知道IP，但并无啥用（比如说，你在广东，你知道北京的地理坐标经纬度就能到北京了？你得知道有哪些路通往北京吧你得准备盘缠吧你得花时间吧）。 
我们都知道，你的PC和百度服务器之间一般会有许多路由器之类的东西，IP协议指定了出发地（你的PC）和目的地（服务器）；你的数据会经过一个又一个路由器，OSPF决定了会经过那些路由器（用一种叫路由算法的玩意，找出最佳路径）；从一个路由器怎么传给下一个路由器？这是ARP协议的工作，ARP负责求下一个节点的地址（我们不止是要目的地，还要中间节点的地址）。 
IP协议使用的是IP地址，整个发送过程中只涉及出发地和目的地2个IP地址，而ARP协议使用的是MAC地址，整个发送过程中涉及到每一个节点的MAC地址 
现在，我们能和服务器通信，还建立了TCP连接，下一步干嘛，当然是用HTTP协议请求网页内容咯。 
你发个HTTP请求报文给服务器，如果服务器禁止你访问它就给你回个”Forbidden”，如果它暂时挂掉了就给你回个“内部服务错误”，如果它正常才给你回个“OK“并将你要的数据传给你；如果你还需要其它的东西再去跟它要（它一般还会给你的-_-）。 
你收到了服务器的回复，是一坨HTML形式的文本。浏览器必须要能够理解文本的内容，并快速地渲染到屏幕上（浏览器一般用有限自动机来理解文本内容，渲染的话就各看本事了，之所以微软IE卡成狗而谷歌浏览器很6，就是它们的渲染速度不同…）

14. Ping的整个过程。ICMP报文是什么。

这里讲ping的两情况,一种是同一网段内,一种是跨网段的ping ….

1、同一网段ping

首先，如果主机A，要去ping主机B，那么主机A，就要封装二层报文，他会先查自己的MAC地址表，如果没有B的MAC地址，就会向外发送一个ARP广播包，如图: 

其中ARP报文格式如下: 
 
其中OP 
1:表示ARP请求 
2:表示ARP应答 
3:表示RARP请求 
4:表示RARP应答

首先,交换机会收到这个报文后，交换机有学习MAC地址的功能，所以他会检索自己有没有保存主机B有MAC，如果有，就返回给主机A，如果没有，就会向所有端口发送ARP广播，其它主机收到后，发现不是在找自己，就纷纷丢弃了该报文，不去理会。。直到主机B收到了报文后，就立即相应，我的MAC地址是多少，同时学到主机A的MAC地址,并按同样的ARP报文格式返回给主机A,如图: 

ARP报文格式: 

这时候主机A学到了主机B的MAC，就把这个MAC封装到ICMP协议的二层报文中向主机B发送,报文格式如下： 

当主机B收到了这个报文后，发现是主机A 的ICPM回显请求，就按同样的格式，返回一个值给主机A，这样就完成了同一网段内的ping过程… 

2、跨网段ping 
如果主机A要ping主机C,那么主机A发现主机C的IP和自己不是同一网段,他就去找网关转发,但是他也不知道网关的MAC情况下呢?他就会向之前那个步骤一样先发送一个ARP广播,学到网关的MAC,再发封装ICMP报文给网关路由器. 
报文格式如下: 

当路由器收到主机A发过来的ICMP报文,发现报文的目的地址是其本身MAC地址,根据目的的IP2.1.1.1,查路由表,发现2.1.1.1/24的路由表项,得到一个出口指针,去掉原来的MAC头部.加上自己的MAC地址向主机C转发…(如果网关也没有主机C的MAC地址,还是要向前面一个步骤一样,ARP广播一下即可相互学到….路由器2端口能学到主机D的MAC,主机D也能学到路由器2端口的MAC..),报文格式如下: 

最后,在主机C已学到路由器2端口MAC,路由器2端口转发给路由器1端口,路由1端口学到主机A的MAC的情况下,他们就不需要再做ARP解析,就将ICMP的回显请求回复过来..报文格式大致如下: 

ICMP报文 
1、 ICMP允许主机或路由报告差错情况和提供有关异常情况。ICMP是因特网的标准协议，但ICMP不是高层协议，而是IP层的协议。通常ICMP报文被IP层或更高层协议（TCP或UDP）使用。一些ICMP报文把差错报文返回给用户进程。

2、 ICMP报文作为IP层数据报的数据，加上数据报的首部，组成数据报发送出去。

3、 ICMP报文的种类有两种，即ICMP差错报告报文和ICMP询问报文。

具体参考：ICMP报文分析

15. C/S模式下使用socket通信，几个关键函数。 

16. IP地址分类。 

A类网络地址： 
（1）前1字节标识网络地址部分，后3字节表示主机地址部分

（2）每个网络最多容纳（2^24 - 2）台主机

（3）最高位固定为0，所以第1个字节表示范围为0~127

（4）具有A类地址特征的网络总数为2^7个

B类网络地址： 
（1）前2字节标识网络地址部分，后2字节标识主机地址部分

（2）每个网络最多容纳（2^16 - 2）台主机

（3）前2位固定为10，所以第一个字节表示范围为128~191、

（4）具有B类地址特征的网络总数为2^14个

C类地址 
（1）前3字节标识网络地址部分，后1字节标识主机地址部分

（2）每个网络可容纳(2^8 - 2)台主机

（3）前3位固定为110，所以第一字节表示范围为192~223

（4）具有C类地址的网络总数为2^21个

保留的地址

D类（224.0.0.0~239.0.0.0）组播地址

E类（240.0.0.0~254.0.0.0）用于科研试验

网络地址：主机部分全为0的IP地址

广播地址：主机部分全为1的IP地址

例子：当发送信息到广播地址100.255.255.255时，意思为放松到网络地址为100.0.0.0的所有主机上。

0.0.0.0指这个主机、这个网络，出现在路由表中的默认路由。

255.255.255.255 广播地址：送达全网所有主机，会被路由器截至

子网的规划

例子：某单位分到一个C类网络号193.71.56.0，需要分成五个子网，每个子网需要连接20台主机，如何规划子网？

为了分成五个子网，我们需要借主机位3位，可创建8个子网>5个子网；同时剩下5个主机位，提供主机位2^5-2=30个>20个，所以我们可以子网掩码设置位255.255.255.224。

我们这里创建子网都是等大的，还能创建不等大的子网，就是子网中继续创建子网，这样可以充分利用资源，就不赘述了。

17. 路由器与交换机区别。 

（1）外形上：

从外形上我们区分两者，交换机通常端口比较多看起来比较笨重，而路由器的端口就少得多体积也小得多，实际上右图并不是真正的路由器只是集成了路由器的功能，除此之外还有交换机的功能（LAN口就是作为交换机的端口来使用，WAN是用于连接外网的端口），而两个天线则是无线AP接入点（即是通常所说的无线局域网wifi）。

（2）工作层次不同：

最初的交换机工作在OSI开放式系统互联模型的数据链路层，也就是第二层，而路由器则工作在OSI模型的网络层，就是第三层。也就是由于这一点所以交换机的原理比较简单，一般都是采用硬件电路实现数据帧的转发，而路由器工作在网络层，肩负着网络互联的重任，要实现更加复杂的协议，具有更加智能的转发决策功能，一般都会在在路由器中跑操作系统，实现复杂的路由算法，更偏向于软件实现其功能。

（3）数据的转发对象不同： 
交换机是根据MAC地址转发数据帧，而路由器则是根据IP地址来转发IP数据报/分组。数据帧是在IP数据包/分组的基础上封装了帧头（源MAC和目的MAC等）和帧尾（CRC校验码）。而对于MAC地址和IP地址大家也许就搞不明白了，为何需要两个地址，实际上IP地址决定最终数据包要到达某一台主机，而MAC地址则是决定下一跳将要交互给哪一台设备（一般是路由器或主机）。而且，IP地址是软件实现的，可以描述主机所在的网络，MAC地址是硬件实现的，每一个网卡在出厂的时候都会将全世界唯一的MAC地址固化在网卡的ROM中，所以MAC地址是不能被修改的，但是IP地址是可以被网络管理人员配置修改的。

（4）”分工“不同

交换机主要是用于组建局域网，而路由器则是负责让主机连接外网。多台主机可以通过网线连接到交换机，这时就组建好了局域网，就可以将数据发送给局域网中的其他主机，如我们使用的飞秋、极域电子教室等局域网软件就是通过交换机把数据转发给其他主机的，当然像极域电子教室这样的广播软件是利用广播技术让所有的主机都收到数据的。然而，通过交换机组建的局域网是不能访问外网的（即是Internet）,这时需要路由器来为我们”打开外面精彩世界的大门“，局域网的所有主机使用的都是私网的IP，所以必须通过路由器转化为公网的IP之后才能访问外网。

（5）冲突域和广播域

交换机分割冲突域，但是不分割广播域，而路由器分割广播域。由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在这种情况下会导致广播风暴和安全漏洞问题。而连接在路由器上的网段会被分配不同的广播域，路由器不会转发广播数据。需要说明的是单播的数据包在局域网中会被交换机唯一地送往目标主机，其他主机不会接收到数据，这是区别于原始的集线器的，数据的到达时间由交换机的转发速率决定，交换机会转发广播数据给局域网中的所有主机。

最后需要说明的是：路由器一般有防火墙的功能，能够对一些网络数据包选择性过滤。现在的一些路由器都具备交换机的功能（如上图右），一些交换机具备路由器的功能，被称为3层交换机，广泛使用。相比较而言，路由器的功能较交换机要强大，但是速度也较慢，价格昂贵，三层交换机既有交换机的线性转发报文的能力，又有路由器的良好的路由功能因此得到广泛的使用。