计算机网络高频面试题集锦

问题1：谈一谈对OSI七层模型和TCP/IP四层模型的理解？

回答点：七层模型每层对应的作用及相关协议、为什么分层、为什么有TCP/IP四层模型

参考：

1、OSI七层参考模型是一个ISO组织所提出的一个标准参考分层模型，它按照数据传输过程所涉及的传输设备、方式、功能职责的不同将数据传输划分为了7层，从上到下依次：

• 应用层：提供两个终端设备上应用程序之间信息交换的服务，HTTP、SMTP、POP3、DNS、FTP、TELNET
• 表示层：提供各种用于应用层数据的编码和转换功能,确保能被另一个系统的应用层所识别
• 会话层：为不同应用程序之间建立连接提供服务
• 传输层：负责向两台终端设备进程之间的通信提供通用的数据传输服务，TCP、UDP
• 网络层：为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，IP
• 数据链路层：将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在两个相邻节点间的链路上传送帧
• 物理层：实现相邻计算机节点之间比特流的透明传输

2、分层目的：

• 各层之间相互独立，各司其职，与我们在开发时的分层是一样的
• 提高整体的灵活性，与平时开发要求的高内聚、低耦合一致
• 让大问题——》多个小问题，让复杂的计算机网络系统变得易于设计、实现

3、但是OSI七层参考模型的设计是相对复杂的，设计成本高，是一个理想状态下的分层模型，而在实际应用中，为了简便我们的开发与设计提出了TCP/IP四层模型，它是对于OSI七层模型的一个简化。将应用层+表示层+会话层=应用层，数据链路层+物理层=网络接口层，通常实际开发中常采用传输层TCP协议+网络层IP协议故称为TCP/IP协议

问题2：谈谈TCP协议的3次握手过程？

回答点：TCP协议的特点（面向连接、可靠传输）、三次握手过程

参考：

TCP协议是一个面向连接，基于字节流可靠通信的传输层协议。在双方进行通信时需要三次握手来建立连接保证数据传输的可靠性。

第一次握手：C端——》S端发送SYN=1数据包【请求建立连接】，C端进入SYN-SENT状态；

第二次握手：S端手段C端发送的SYN=1数据包，接着C端——》S端发送SYN=1，ACK=1的数据包【同意连接并对第一次握手的数据包进行确认】，C端从listen状态进入SYN-RCVD状态。

第三次握手：C端收到S端发送的SYN=1，ACK=1的同意连接报文段后，进入ESTABLISHED状态，向S端发送ACK=1的数据包【再次对第二次握手S端发来的数据包进行确认】，S端收到后也进入ESTABLISHED状态。

当C端与S端都进入ESTABLISHED状态时，表示可靠连接以建立完成，可以进行数据的通信了。

问题3：TCP协议为什么要3次握手？2次，4次不行吗？

回答点：每一次握手的意义、2次握手确认双发网络正常、4次浪费资源

参考：

第一次握手：发起建立连接请求；“XXX，咱们去看电影吧”

第二次握手：确认并同意连接请求；“可以啊”

第三次握手：对第二次的连接进行确认；“那咱们走吧”

前两次握手完成只能确认C端与S端之间的网络是顺畅的，并不能保证建立了可靠的传输。

例如：当C端向S端第一次发送请求连接报文时，由于网络等原因，迟迟没有到S端，C端又重新向S端发送了请求连接报文，这一次很顺畅的到了S端，S端并进行了确认。若这时，C端第一次发送的请求连接报文到了S端，S端以为C端再一次进行连接就会再次发送确认报文，而C端已经收到过一次确认报文，所以此次的确认报文它会忽略，而S端发送了确认报文后会一直等待C端的回应，就会造成S端一直等待，浪费资源，甚至服务器停止响应。2次不能够保证可靠的连接，也不能避免重复连接或连接混乱问题。在经历过3次握手稳定的连接已建立，再次传输浪费资源。所有三次是最佳的既节省资源又能建立可靠连接的次数

问题4：谈谈TCP协议的四次挥手过程？

回答点：连接管理（断开连接节省资源），四次挥手传输的标志位

参考：

TCP面向连接的可靠传输过程，建立连接来发送数据保证数据的可靠性，这条连接是占用资源的。当双方通信完成后，会通过四次回收来释放连接，对资源进行回收。四次回收过程如下：

第一次挥手：C端——》S端发送FIN=1的数据包，请求释放连接

第二次挥手：S端收到释放连接数据包，S端——》C端发送ACK=1数据包，进行确认

此时双方的连接状况：C端不能再向S端传输数据了，S端仍可以继续向C端传数据，C端也可接收

第三次挥手：当S端不在向C端发送数据时，会再次向C端发送ACK=1，FIN=1数据包【释放连接】

第四次挥手：C端收到S端的释放连接数据包，再次进行确认向S端发送ACK=1数据包，S端接收

经历四次握手后，双方断开连接，梳理一下双方每次挥手的状态：

第一次：C端——》等待1

第二次：C端——》等待2，S端——》等待关闭

第三次：C端——》超时等待，S端——》最后确认

第四次：C端——》CLOSED，S端——》CLOSED

问题5：什么是流量控制？

回答点：含义、如何实现

流量控制是指接收方根据窗口大小对于发送方所发送数据包的限制，通过流量控制，让发送方所发送的数据接收方能够有效的全部接收，避免丢包引起的重传机制而带来不必要的消耗。

流量控制需要通过滑动窗口来实现，接收方发送的确认报文中的窗口字段可以控制发送方窗口的大小，从而影响发送方的发送速率，若窗口字段设置为0，则不能发送数据

问题6：什么是滑动窗口？

回答点：概念、作用

滑动窗口通过拥塞窗口值指定发送方每次能发送数据包的个数。发送方和接收方分别维护了各自的缓冲区，也称窗口。发送方窗口的大小由接收方中TCP首部的窗口字段决定。发送方将窗口内容分为：已发送已确认、已发送未确认、未超出发送窗口范围的未发送数据，已超出发送窗口范围的未发送数据。随着接收方确认，发送方的窗口不断向前滑动

问题7：什么是拥塞控制？

回答点：含义、作用、实现

拥塞控制是指对整个网络中传输的数据包多少进行控制，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。拥塞控制主要通过4个算法来实现：

1、慢启动：刚来时发送数据包个数少，“试探性”发送，依次呈指数增长，直到超过慢启动门限，发生拥塞的可能性就变大了，会利用拥塞避免处理

2、拥塞避免：超过慢启动门限后，不再呈指数增长，能发送的数据包数逐次+1，当发生丢包触发重传机制后，会使用拥塞发生处理

3、拥塞发生：重传机制有2种

当使用超时重传机制：

        （1）将门限值ssthresh设为拥塞窗口值cwnd的一半【ssthresh=cwnd/2】

        （2）拥塞窗口值cwnd设为1，回到慢启动【cwnd=1】

使用快速重传机制：

        （1）将门限值ssthresh设为拥塞窗口值cwnd的一半【ssthresh=cwnd/2】

        （2）拥塞窗口值cwnd设为原来的一半+3【cwnd=cwnd/2+3】

4、快速开始：在拥塞发生时采用快速重传机制就会快速开始

 快速开始是在拥塞情况并不那么严重，很快就能恢复网络的通信状况的一个算法

问题8：TCP和UDP有什么区别？

回答点：是否连接、可靠、首部长度、使用场景

TCP	面向连接	可靠	首部20-60字节	数据传输要求严格
UDP	面向无连接	不可靠	首部8字节	视频（即时传输）