计算机网络常见面试题

目录

一、谈一谈对OSI七层模型和TCP/IP四层模型的理解？

答：OSI七层模型主要分为：

TCP/IP四层协议：

二、谈谈TCP协议的3次握手过程？

三、TCP协议为什么要3次握手？2次，4次不行吗？

四、谈谈TCP协议的四次挥手过程？

五、什么是流量控制？

六、什么是滑动窗口？

七、什么是拥塞控制？

拥塞控制的四个算法：

7.1慢启动

7.2拥塞避免

7.3拥塞发生

重传机制：

超时重传：

快速重传：

7.4快速恢复

八、TCP和UDP有什么区别？

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一、谈一谈对OSI七层模型和TCP/IP四层模型的理解？

答：OSI七层模型主要分为：

应用层->人机交互界面，曹某将“你好”两个字输入电脑微信软件；

表示层->计算机将“你好”翻译成二进制；

会话层->找到接收方马某，建立会话关系；

传输层->曹某用微信发的消息，马某只能在微信上看；

网络层->网络中有许多用户，要想让这两个人准确的发送和接受，曹某需要知道马某的网络层IP；

数据链路层->网络层往下继续传输需要数据链路层的网卡；

物理层->数据变成信号传输，马某在自己微信看到了曹某发的“你好”；

目的是为了简化网络各层的操作，提供标准接口便于实现和维护；

TCP/IP四层协议：

是七层模型的简化版，分为：应用层（应用层，表示层，会话层）->传输层->网络层->网络接口层（数据链路层，物理层）；

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二、谈谈TCP协议的3次握手过程？

当客户端向服务端发起连接时，会先发一包连接请求数据（SYN）->syn=1,ack=0，询问服务端能否建立连接，如果服务端同意建立连接，会回复客户端一个（SYN+ACK）->syn=1,akc=1包数据，客户端收到之后，回复一包（ACK）->syn=0,ack=1包，连接建立。

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三、TCP协议为什么要3次握手？2次，4次不行吗？

为了防止已失效的请求报文，突然又传到服务器引起错误。

假设用两次握手建立连接，客户端向服务器端发送了一个（SYN）A包，来请求建立连接，因为一些未知的原因A包未到达服务器，在中间某个网络结点产生了滞留，为了建立连接，客户端会重发（SYN）B包，这次B包正常送达，服务端回复（SYN+ACK）之后建立连接，两次握手完成。但是这时候A包阻塞的网络结点突然恢复，A包又送达到服务端，服务端以为客户端又发送了一次连接，在发送完（SYN+ACK）包之后进入等待数据状态。客户端认为是一个连接，但是服务端认为是两个连接，造成了状态不一致问题。

如果用四次握手建立连接，就会导致资源的浪费；

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四、谈谈TCP协议的四次挥手过程？

1，客户端主动发起连接关闭请求，它需要向服务端发送一包（FIN）->FIN=1,ACK=0包，表示要关闭连接，自己进入终止等待1状态，这就是第一次挥手。

2，服务端收到（FIN）包，发送一包（ACK）->FIN=0,ACK=1包，表示自己进入了关闭等待状态，客户端进入终止等待2状态，这就是第二次挥手。

3，服务端此时还可以发送未发送的数据，客户端也可以接收数据，等服务端发送完数据之后，发送一包（FIN）->FIN=1,ACK=1包，进入最后确认状态，这就是第三次挥手。

4，客户端收到之后，回复一包（ACK）包，进入超时等待状态，经过超时时间后关闭连接，服务端收到（ACK）->FIN=0,ACK=1包之后立即关闭连接，这就是第四次挥手。

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五、什么是流量控制？

流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收；

接收方每次收到数据包，可以在发送确定报文的时候，同时告诉发送方自己的缓存区还剩余多少是空闲的，我们也把缓存区的剩余大小称之为接收窗口大小，用变量win来表示接收窗口的大小。

发送方收到之后，便会调整自己的发送速率，也就是调整自己发送窗口的大小，当发送方收到接收窗口的大小为0时，发送方就会停止发送数据，防止出现大量丢包情况的发生。

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六、什么是滑动窗口？

滑动窗口是 TCP 协议用于实现流量控制的一种机制。 发送方和接收方分别维护各自的缓冲区，这个缓冲区就是窗口。发送方的窗口大小由接收方的 TCP 首部的窗口字段决定。

发送方将窗口内容分为：已发送并确认，已发送未确认，未发送未超出接收方窗口范 围，未发送但超出接收方窗口范围。随着接收方的确认，发送方将不断在窗口内向前滑动。

接收方将窗口内容分为：接受已确认，未收到但可以接受。接收方读取窗口内容，并不断确认通知发送方，窗口向前滑动。接收方通过改变窗口大小，可以控制发送方的速率，从而实现流量控制。

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七、什么是拥塞控制？

拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，控制的目的就是避免发送方的数据填满整个网络，控制 发送方的数据发送量。

拥塞控制的四个算法：

7.1慢启动

目的：用来确定网络的负载能力或拥塞程度

算法思路：由小到大呈指数增大拥塞窗口数值

两个变量：

1）拥塞窗口：

初始拥塞窗口值：2种设置方法

1至2个最大报文段（旧标准）

2至4个最大报文段（RFC 5681）

窗口值逐渐增大

2）慢开始门限

防止拥塞窗口增长过大引起网络拥塞

7.2拥塞避免

慢启动每个轮次都将 cwnd 加倍，这样会让 cwnd 增长速度非常快，从而使得发送方发送的速度增长速度过快，网络拥塞的可能性也就更高。 于是，TCP 会设置一个慢启动门限 ssthresh ，当 cwnd >= 门限时，进入拥塞避免，每个轮次 只将 cwnd 加 1 ，降低拥塞窗口的增长速度。

7.3拥塞发生

拥塞避免算法一直增长下去，网络也会慢慢进入了拥塞的状况，就会出现丢包现象，这时就需要对丢失的数据包进行重传。当触发了重传机制，也就进入了「拥塞发生算法」

重传机制：

• 超时重传：

当发生「超时重传」的拥塞发生算法：

ssthresh 设为 cwnd/2

cwnd 重置为 1

这个时候，重新进入慢启动。

• 快速重传：

当接收方发现数据包丢失的时候，会连续发送三次 ACK确认数据包，于是发送端就会快速地重传，不必等待超时再重传。

这个时候，TCP 认为这种情况不严重，因为大部分没丢，只丢了一小部分，所以当发生「快速重传」的拥塞发生算法：cwnd = cwnd / 2 ， ssthresh = cwnd

7.4快速恢复

快速重传和快速恢复算法一般同时使用，快速恢复算法是认为，你还能收到 3 个重复 ACK 说明网络拥塞状况没有特别糟糕，所以没有必要像 RTO 超时重传直接进入慢启动，那么强烈。

拥塞窗口 cwnd = ssthresh + 3

重传丢失的数据包

如果再收到重复的 ACK，那么 cwnd 增加 1

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八、TCP和UDP有什么区别？

UDP->写信，TCP->打电话。

这两者本质的区别就是写信是基于非连接的，打电话是基于连接的。

也就是说UDP是基于非连接的，TCP是基于连接的。

可靠传输： TCP 协议通过确认应答、连接管理、流量控制、拥塞控制来确保可靠性传输； UDP 不保证可靠性传输。

性能效率： TCP 协议传输效率慢，需要较多的资源开销。 UDP 协议传输效率快，需要较 少的资源开销。

首部格式： TCP 协议的首部需要 20-60 个字节， UDP 协议需要8个字节。