网络基础面试知识点总结
1.VLAN（Virtual Local Area Network）:
VLAN（Virtual Local Area Network）的中文名为"虚拟局域网"。
虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点： 网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。
在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信，需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN。
2.TCP协议状态:
(1) CLOSED: 表示初始状态。
(2) LISTEN: 表示服务器端的某个SOCKET处于监听状态，可以接受连接。
(3) SYN_RCVD: 这个状态表示接受到了SYN报文，在正常情况下，这个状态是服务器端的SOCKET在建立TCP连接时的三次握手会话过程中的一个中间状态，很短暂，基本上用netstat你是很难看到这种状态的，除非你特意写了一个客户端测试程序，故意将三次TCP握手过程中最后一个ACK报文不予发送。因此这种状态时，当收到客户端的ACK报文后，它会进入到ESTABLISHED状态。
(4) SYN_SENT: 这个状态与SYN_RCVD遥想呼应，当客户端SOCKET执行CONNECT连接时，它首先发送SYN报文，因此也随即它会进入到了SYN_SENT状态，并等待服务端的发送三次握手中的第2个报文。SYN_SENT状态表示客户端已发送SYN报文。
(5) ESTABLISHED：表示连接已经建立。
(6) FIN_WAIT_1: FIN_WAIT_1和FIN_WAIT_2状态的真正含义都是表示等待对方的FIN报文。而这两种状态的区别是：FIN_WAIT_1状态实际上是当SOCKET在ESTABLISHED状态时，它想主动关闭连接，向对方发送了FIN报文，此时该SOCKET即进入到FIN_WAIT_1状态。而当对方回应ACK报文后，则进入到FIN_WAIT_2状态，当然在实际的正常情况下，无论对方何种情况下，都应该马上回应ACK报文，所以FIN_WAIT_1状态一般是比较难见到的，而FIN_WAIT_2状态还有时常常可以用netstat看到。
(7) FIN_WAIT_2：FIN_WAIT_2状态下的SOCKET，表示半连接，也即有一方要求close连接，但另外还告诉对方，还有数据需要传送，稍后再关闭连接。
(8) TIME_WAIT: 表示收到了对方的FIN报文，并发送出了ACK报文，就等2MSL后即可回到CLOSED可用状态了。如果FIN_WAIT_1状态下，收到了对方同时带FIN标志和ACK标志的报文时，可以直接进入到TIME_WAIT状态，而无须经过FIN_WAIT_2状态。
(9) CLOSING: 属于一种比较罕见的例外状态。正常情况下，当你发送FIN报文后，按理来说是应该先收到（或同时收到）对方的ACK报文，再收到对方的FIN报文。但是CLOSING状态表示你发送FIN报文后，并没有收到对方的ACK报文，反而却也收到了对方的FIN报文。
(10) CLOSE_WAIT: 这种状态的含义表示在等待关闭。当对方close一个SOCKET后发送FIN报文，你系统毫无疑问地会回应一个ACK报文给对方，此时则进入到CLOSE_WAIT状态。
(11) LAST_ACK: 它是被动关闭一方在发送FIN报文后，最后等待对方的ACK报文。当收到ACK报文后，也即可以进入到CLOSED可用状态了。
3.ISO/OSI参考模型:
(一) OSI （ Open System Interconnect ），即开放式系统互联。 一般都叫 OSI 参考模型，是 ISO （国际标准化组织）组织在 1985 年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即 ISO 开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。
ISO 为了更好的使网络应用更为普及，就推出了 OSI 参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则， ISO 将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：
(1) 网路中各节点都有相同的层次；
(2) 不同节点的同等层具有相同的功能；
(3) 同一节点内相邻层之间通过接口通信；
(4) 每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；
(5) 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
分层的好处是利用层次结构可以把开放系统的信息交换问题分解到一系列容易控制的软硬件模块－层中，而各层可以根据需要独立进行修改或扩充功能，同时，有利于个不同制造厂家的设备互连，也有利于大家学习、理解数据通讯网络。
(二) OSI 参考模型中不同层完成不同的功能，各层相互配合通过标准的接口进行通信。
第7层--应用层： OSI 中的最高层。 为特定类型的网络应用提供了访问 OSI 环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理 FTAM 、虚拟终端 VT 、事务处理 TP 、远程数据库访问 RDA 、制造报文规范 MMS 、目录服务 DS 等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。 在此常见的协议有 :HTTP ， HTTPS ， FTP ， TELNET ， SSH ， SMTP ， POP3 等。
第6层--表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。 为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。
第5层--会话层：在两个节点之间建立端连接。 为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层 4 中处理双工方式 ；会话层管理登入和注销过程。它具体管理两个用户和进程之间的对话。如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作，会话层协议就会管理这些操作，如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。
第4层--传输层：—常规数据递送－面向连接或无连接。 为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；传输层把消息分成若干个分组，并在接收端对它们进行重组。不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。这样既能获得较高的带宽，又不影响会话层。在建立连接时传输层可以请求服务质量，该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数，还可以实现基于端到端的流量控制功能。
第3层--网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。 它包括通过互连网络来路由和中继数据 ；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。常用设备有交换机；
第2层--数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。 屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址。常用设备有网卡、网桥、交换机；
第1层--物理层：处于 OSI 参考模型的最底层。 物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。常用设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。
数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。
上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。除了物理层之外其他层都是用软件实现的。
数据在发至数据流层的时候将被拆分。
在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫 PDU （协议数据单元）。
(三) 各层功能详述：
(1) 物理层 (Physical Layer)
物理层是 OSI 参考模型的最低层，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接。它主要关心的是通过物理链路从一个节点向另一个节点传送比特流，物理链路可能是铜线、卫星、微波或其他的通讯媒介。它关心的问题有：多少伏电压代表 1 ？多少伏电压代表 0 ？时钟速率是多少？采用全双工还是半双工传输？总的来说物理层关心的是链路的机械、电气、功能和规程特性。
(2) 数据链路层 (Data Link Layer)
数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧。
数据帧中包含物理地址（又称 MAC 地址）、控制码、数据及校验码等信息。该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。
此外，数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。
(3) 网络层 (Network Layer)
网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据包而造成网络阻塞，需要对流入的数据包数量进行控制（拥塞控制）。当数据包要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。
(4) 传输层 (Transport Layer)
传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。
传输层传送的协议数据单元称为段或报文。
(5) 会话层 (Session Layer)
会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。会话层得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。例如，一个交互的用户会话以登录到计算机开始，以注销结束。
(6) 表示层 (Presentation Layer)
表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题，以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。如果必要，该层可提供一种标准表示形式，用于将计算机内部的多种数据表示格式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。
(7) 应用层 (Application Layer)
应用层是 OSI 参考模型的最高层，是用户与网络的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件传输、收发电子邮件等。
(四) 数据封装过程：
每层封装后的数据单元的叫法不同，在应用层、表示层、会话层的协议数据单元统称为data（数据），在传输层协议数据单元称为segment（数据段），在网络层称为packet（数据包），数据链路层协议数据单元称为frame（数据帧），在物理层叫做bits（比特流）。
4.网络地址：
A类IP地址范围从1.0.0.0 到126.0.0.0。可用的A类网络有126个。
B类IP地址范围从128.0.0.0到191.255.255.255。可用的B类网络有16382个 。
C类IP地址范围从192.0.0.0到223.255.255.255。C类网络可达209万余个。
D类地址用于多点广播（Multicast）。 D类IP地址第一个字节以“lll0”开始，它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络，目前这一类地址被用在多点广播（Multicast）中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机，它标识共享同一协议的一组计算机。
E类IP地址以“llll0”开始，为将来使用保留。
5.单机最大Tcp连接数:
(1) Client最大Tcp连接数：
Client每次发起Tcp连接请求时，除非绑定端口，通常会让系统选取一个空闲的本地端口（local port），该端口是独占的，不能和其他Tcp连接共享。Tcp端口的数据类型是unsigned short，因此本地端口个数最大只有65536，端口0有特殊含义，不能使用，这样可用端口最多只有65535，所以在全部作为Client端的情况下，一个Client最大Tcp连接数为65535，这些连接可以连到不同的server ip。
(2) Server最大Tcp连接数：
Server通常固定在某个本地端口上监听，等待client的连接请求。不考虑地址重用（unix的SO_REUSEADDR选项）的情况下，即使server端有多个ip，本地监听端口也是独占的，因此server端tcp连接4元组中只有remote ip（也就是client ip）和remote port（客户端port）是可变的，因此最大tcp连接为客户端ip数×客户端port数，对IPV4，不考虑ip地址分类等因素，最大tcp连接数约为2的32次方（ip数）×2的16次方（port数），也就是server端单机最大tcp连接数约为2的48次方。
(3) 实际的Tcp连接数：
上面给出的是理论上的单机最大连接数，在实际环境中，受到机器资源、操作系统等的限制，特别是sever端，其最大并发tcp连接数远不能达到理论上限。在unix/linux下限制连接数的主要因素是内存和允许的文件描述符个数（每个tcp连接都要占用一定内存，每个socket就是一个文件描述符），另外1024以下的端口通常为保留端口。
对server端，通过增加内存、修改最大文件描述符个数等参数，单机最大并发TCP连接数超过10万, 甚至上百万是没问题的，国外 Urban Airship 公司在产品环境中已做到 50万并发 。在实际应用中，对大规模网络应用，还需要考虑C10K ，c100k问题。
6.长连接和短连接：
什么是长连接？
其实长连接是相对于通常的短连接而说的，也就是长时间保持客户端与服务端的连接状态。
通常的短连接操作步骤是：
连接-》数据传输-》关闭连接；
而长连接通常就是：
连接-》数据传输-》保持连接-》数据传输-》保持连接-》…………-》关闭连接；
这就要求长连接在没有数据通信时，定时发送数据包，以维持连接状态，短连接在没有数据传输时直接关闭就行了。
什么时候用长连接，短连接？
长连接主要用于在少数客户端与服务端的频繁通信，因为这时候如果用短连接频繁通信常会发生Socket出错，并且频繁创建Socket连接也是对资源的浪费。
长连接多用于操作频繁,点对点的通讯,且连接数不能太多的情况。 数据库的连接一般都用长连接。smtp,pop3,telnet这种就可以认为是长连接。一般的网络游戏应用都是长连接。
短连接多用于并发量大,但是每个用户又不需频繁操作的情况。web网站的http服务一般都用短连接。http 1.0一般就指短连接。
但是对于服务端来说，长连接也会耗费一定的资源，需要专门的线程（unix下可以用进程管理）来负责维护连接状态。
总之，长连接和短连接的选择要视情况而定。
7.epoll和select的区别:
select和epoll这两个机制都是多路I/O机制的解决方案，select为POSIX标准中的，而epoll为Linux所特有的。
epoll的最大好处是不会随着FD的数目增长而降低效率，在select中采用轮询处理，其中的数据结构类似一个数组的数据结构，而epoll是维护一个队列，直接看队列是不是空就可以了。
nginx就是使用epoll来实现I/O复用支持高并发，目前在高并发的场景下，nginx越来越收到欢迎。
select的一个缺点在于单个进程能够监视的文件描述符的数量存在最大限制。
epoll:
(1) IO的效率不会随着监视fd的数量的增长而下降。epoll不同于select和poll轮询的方式，而是通过每个fd定义的回调函数来实现的。只有就绪的fd才会执行回调函数;
(2) 支持电平触发和边沿触发（只告诉进程哪些文件描述符刚刚变为就绪状态，它只说一遍，如果我们没有采取行动，那么它将不会再次告知，这种方式称为边缘触发）两种方式，理论上边缘触发的性能要更高一些，但是代码实现相当复杂。
(3) 有着良好的就绪事件通知机制。
select:
(1) 单个进程可监视的fd数量受到了限制，在32位机器上，他所能管理的fd数量最大为1024;
(2) 对socket进行扫描时是线性扫描，当socket文件描述符数量变多时，大量的时间是被白白浪费掉的。
poll的实现和select非常相似，只是描述fd集合的方式不同，poll使用pollfd结构而不是select的fd_set结构，其他的都差不多。
8.ARP协议工作过程：
当一个基于TCP/IP的应用程序需要从一台主机发送数据给另一台主机时，它把信息分割并封装成包，附上目的主机的IP地址。然后，寻找IP地址到实际MAC地址的映射，这需要发送ARP广播消息。当ARP找到了目的主机MAC地址后，就可以形成待发送帧的完整以太网帧头。最后，协议栈将IP包封装到以太网帧中进行传送。
当主机A要和主机B通信（如主机A Ping主机B）时。主机A会先检查其ARP缓存内是否有主机B的MAC地址。如果没有，主机A会发送一个ARP请求广播包，此包内包含着其欲与之通信的主机的IP地址，也就是主机B的IP地址。
当主机B收到此广播后，会将自己的MAC地址利用ARP协议响应包传给主机A，并更新自己的ARP缓存，也就是同时将主机A的IP地址/MAC地址对保存起来，以供后面使用。主机A在得到主机B的MAC地址后，就可以与主机B通信了。同时，主机A也将主机B的IP地址/MAC地址对保存在自己的ARP协议缓存内。
9.流量劫持常用的手段:
流量劫持常用的手段有如下：
Hub嗅探, MAC欺骗, MAC冲刷, ARP攻击, DHCP钓鱼, DNS劫持, CDN入侵, 路由器弱口令, 路由器CSRF, PPPoE钓鱼, 蜜罐代理, WiFi 弱口令, WiFi伪热点, WiFi强制断线, WLAN基站钓鱼。
10.生存时间（TTL）:
生存时间（TTL）：长度8比特， 最大值为255。当IP包进行传送时，先会对该字段赋予某个特定的值。用来控制数据报在网络中存在的时间。目前TTL的值并不代表时间，而是代表经由路由器的个数。数据报每经过一台路由器时，路由器将TTL值减1，一旦TTL＝0，系统就丢弃该数据报，并返回错误信息。这样避免了路由出现环路时数据报在路由器之间无休止地循环。
11.TCP建立连接和断开连接过程:
12.集线器(Hub):
集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（即带冲突检测的载波监听多路访问技术)介质访问控制机制。集线器每个接口简单的收发比特，收到1就转发1，收到0就转发0，不进行碰撞检测。
集线器（hub）属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的"智能记忆"能力和"学习"能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点。
13.TCP SYN泛洪和TCP LAND：
(1) TCP SYN泛洪：
对于TCP协议，当客户端向服务器发起连接请求并初始化时，服务器一端的协议栈会留一块缓冲区来处理“握手”过程中的信息交换。请求建立连接时发送的数据包的包头SYN位就表明了数据包的顺序，攻击者可以利用在短时间内快速发起大量连接请求，以致服务器来不及响应。同时攻击者还可以伪造源IP 地址。也就是说攻击者发起大量连接请求，然后挂起在半连接状态，以此来占用大量服务器资源直到拒绝服务。虽然缓冲区中的数据在一段时间内（通常是三分钟）都没有回应的话，就会被丢弃，但在这段时间内，大量半连接足以耗尽服务器资源。
(2) TCP LAND:
LAND攻击利用了TCP连接建立的三次握手过程，通过向一个目标主机发送一个用于建立请求连接的TCP SYN报文而实现对目标主机的攻击。与正常的TCP SYN报文不同的是：LAND攻击报文的源IP地址和目的IP地址是相同的，都是目标主机的IP地址。这样目标主机接在收到这个SYN 报文后，就会向该报文的源地址发送一个ACK报文，并建立一个TCP连接控制结构，而该报文的源地址就是自己。由于目的IP地址和源IP地址是相同的，都是目标主机的IP地址，因此这个ACK 报文就发给了目标主机本身。
14.网络攻击：
(1) ARP欺骗攻击：分为对路由器ARP表的欺骗和对内网PC的网关欺骗。 第一种ARP欺骗的原理是—截获网关数据。 第二种ARP欺骗的原理是— 伪造网关。
(2) 重放攻击：重放攻击（Replay Attacks）又称重播攻击、回放攻击或新鲜性攻击（FreshnessAttacks）是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包，来达到欺骗系统的目的，主要用于身份认证过程，破坏认证的正确性。
(3) 暴力攻击：暴力破解攻击是指攻击者通过系统地组合所有可能性（例如登录时用到的账户名、密码），尝试所有的可能性破解用户的账户名、密码等敏感信息。攻击者会经常使用自动化脚本组合出正确的用户名和密码。
(4) DNS欺骗攻击：DNS欺骗就是攻击者冒充域名服务器的一种欺骗行为。 如果可以冒充域名服务器，然后把查询的IP地址设为攻击者的IP地址。
15.sqlserver、mysql、oracle各自的默认端口号：
(1) sqlserver默认端口号为：1433
URL:"jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433;DatabaseName=dbname";
DRIVERNAME:"com.microsoft.jdbc.sqlserver.SQLServerDriver";
(2) mysql默认端口号为：3306
URL:jdbc:mysql://localhost:3306/test?user=root&password=&useUnicode=true&characterEncoding=gbk;
DRIVERNAME:"com.mysql.jdbc.Driver";
(3) oracle默认端口号为：1521
URL:"jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl";
DRIVERNAME:"oracle.jdbc.driver.OracleDriver";
