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2. 计算机网络
1. TCP如何解决丢包和乱序？
- 序列号：TCP所传送的每段数据都有标有序列号，避免乱序问题
- 发送端确认应答、超时重传：解决丢包问题
- 滑动窗口：避免速度过快或多慢丢包和乱序问题
2. cookie和session的区别
HTTP是无状态的，一次请求完成，不会持久化请求与相应的信息。为了保存用户的状态，设置了
cookie。
cookie保存在本地，请求服务器时带上。
Session代表服务器和客户端一次会话的过程，保存在服务器上。
目前大多数的应用都是用Cookie实现Session跟踪的。第一次创建Session时，服务端会通过在
HTTP协议中返回给客户端，在Cookie中记录SessionID，后续请求时传递SessionID给服务，以便
后续每次请求时都可分辨你是谁。
区别：
作用范围不同，Cookie 保存在客户端(浏览器)，Session 保存在服务器端。
存取方式的不同，Cookie只能保存 ASCII，Session可以存任意数据类型，比如UserId等。
有效期不同，Cookie可设置为长时间保持，比如默认登录功能功能，Session一般有效时间较短，
客户端关闭或者Session超时都会失效。
隐私策略不同，Cookie存储在客户端，信息容易被窃取;Session存储在服务端，相对安全一些。
存储大小不同， 单个Cookie 保存的数据不能超过 4K，Session可存储数据远高于Cookie
3. 三次握手
建立连接发送了那些数据？
客户端发送SYN=1，seq=x=1，表示请求建立连接，进入SYN_SENT状态
服务端接收到客户端请求，发送SYN=1，seq=y，ACK=1，ack=x+1，表示同意建立连接，进入
SYN_RECIVED状态。
客户端接受后，发送ACK=1，ack=y+1, seq=x+1，表示接收到服务器端同意连接信号，进入
established状态
服务端接收到后，知道了客户端的发送能力和接受能力都是正常的，进入established状态
第一次服务端确认客户端的发送能力
第二次客户端确认服务端的发送能力和接受能力
第三次服务端确认客户端的接受能力
为什么不是两次或者四次？
两次：已失效的连接报文段又传送到服务端从而发生错误。
发一个就建立连接，会建立许多无效的连接，造成服务器资源的浪费3
四次：效率低，可以提高连接的速度与效率。
4. 四次挥手
5. 滑动窗口和拥塞窗口
滑动窗口协议是传输层进行流量控制的一种措施。接受数据端使用的窗口大小，用来告知发送端接
收端的缓存大小，以此可以控制发送端发送数据的大小，从而达到流量控制的目的。
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链路不致过载。拥塞控制所要做的都
有一个前提：网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、
路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。
滑动窗口与拥塞窗口的区别就在于，滑动窗口取决于接收端的缓存大小，拥塞窗口取决于当前网络
的负载能力。滑动窗口位于传输层（区别于数据链路层的），拥塞控制更关注网络层。
滑动窗口解决的是流量控制，让发送方和接受方对数据包的处理速度一致。
拥塞窗口解决的是多主机之间共享网络时出现的网络拥塞问题，就是带宽等原因使得网络不能让所有主
机全速发送数据包。
即前者流量控制，后者拥塞控制。
6. 拥塞控制
cwnd：拥塞窗口
ssthresh: 慢启动阈值：slow start threshhold
- 慢开始：cwnd从1开始，经过一个RTT乘以2，且要小于等于ssthresh，如果乘以2后大于
ssthresh，就设置为等于ssthresh - 拥塞避免：
当cwnd>=ssthresh时，则每个RTT增加一个MSS（一个最大报文长度），而不是加倍。
当网络出现拥塞时，无论实在慢开始还是拥塞避免阶段，都要将ssthresh设置为原来的一
半，但不 能小于2，cwnd重新设置为1s - 快重传：接收方连续收到3个重复的ACK报文，直接重传重传此报文段。不必等待超时重传。
- 快恢复：cwnd设置为设置为原来的ssthresh的一半。
- 流量控制和拥塞控制的区别
二者都是控制数据传输的速率
流量控制：作用于接收者。注重的是接收方和发送方速度不匹配问题，根本目的是防止分组丢失，
是构成TCP可靠性的一部分。
实现方式为超时重传，接收方返回的ACK中包含了自己窗口的大小，发送方的窗口大小要小
于等于接收方的
拥塞控制：作用于网络，避免网络阻塞
7. 应用层协议
1. HTTP和HTTPS
http：应用层协议，超文本传输协议，
默认端口为80
标准的客户端、服务端模型
有http1.0、http1.1、http2.0等，前者不是长连接，1.1和2.0多个http请求使用一个连接
基于TCP协议
https：
端口为 443
是HTTP+SSL
传输的数据进行加密了，确保数据传输的安全性
2. FTP
远程文件传输协议，file transfer protocol
使用TCP协议，本地文件上传到服务器，或者服务器文件下载到本地。
传输速度快，安全性高
3. DNS
域名解析协议：默认端口为53，默认通过UDP协议，但是报文过大时，会切换为TCP
将域名转化为ip地址
4. SMTP
邮件传输协议，simple mail transfer protocol
基于TCP协议，25端口
客户端和邮件服务器之间
5. DHCP
应用层。动态主机配置协议。
自动分配ip网络地址的通信协议
每个连接internet的设备都需要一个唯一的ip地址
提供客户端可用的 IP 地址、子网掩码、默认网关等参数
既可以基于TCP也可以基于udp，一般基于UDP
减少了管理员工作量，提高了网络的稳定性和灵活性
6. telnet
是internet远程登录标准协议和主要方式。基于TCP
简单的远程终端协议，默认端口为23，常用于服务检测。
ssh也是远程连接计算机的连接协议。但是telnet是明文传输，ssh进行了加密保护传输。
8. 网络层协议
1. IP协议
Internet protocol
负责ip寻址、路由选择、ip数据包的格式、分割和组装
特点
无连接
点到点
不负责可靠性和顺序性
2. ICMP和IGMP
因特网信报控制协议、Internet 组消息协议
ICMP（Internet Control Message Protocol）和IGMP（Internet Group Management Protocol）都
是在IP层次上使用的协议。
ICMP：用于将控制信息和错误信息发送给源地址主机。
单播
eg：当一个数据包无法到达目的主机时，网关会通过发送ICMP消息到源地址主机通知。
ping就是发送一个ICMP，请求目的主机的回答，检测网络是否通畅。
IGMP：将消息同步传输到一堆接收者。
用于分组传输数据
多播
一般用于计算机集群中，流媒体多播传输
3. ARP和RARP
地址解析协议和反向地址解析协议位于数据链路层，将ip解析为mac地址，后者将mac解析为ip地址
首先检查ARP缓存是否存在目的ip地址的mac地址没有则发送ARP广播，要求响应请求的主机返回mac地址
4. NAT协议
网络地址转换协议：将私有网络IP地址转化为共有网络IP地址。
通过一定的映射规则和转换规则让共有网络可以转化为私有的
- 创建映射表：路由器需要维护一个映射表，用于记录内部设备的私有IP地址和端口号，以及对应的
公共IP地址和端口号。 - 转换内部地址：当内部设备向外部设备发起连接请求时，路由器会将该请求的IP地址和端口号进行
转换，以将其转换为对应的公共IP地址和端口号。 - 调整端口号：在转换过程中，为避免产生冲突，路由器需要重新分配端口号，以避免与其他连接产
生冲突。 - 维护连接：一旦内部设备与外部设备的连接建立成功，路由器就需要维护这个连接，以确保数据能
够顺利传输。在维护连接期间，需要进行一些安全措施，如限制传输速
9. 子网掩码的作用
不能独立存在
作用：
- 划分子网
- 区分网络地址和主机地址
- 备实现路由和解决地址冲突问题
255.255.255.0 中的后八位为主机地址，但是主机号全0全1都不可用，网络号全0全1可用，除了A
类，所以只有254个主机地址
主机号全0为网络地址，主机号全1为广播地址，这个两个不能用
10. ABCDE类地址
A类：1.0.0.0-126.0.0.0
B类：128.0.0.0-191.255.0.0
C类：192.168.0.0～192.168.255.255
D类：是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”，所以地址的网络号取值于224~239之间。一般
用于多路广播用户[1] 。
E类：是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”，所以地址的网络号取值于240~255之间。
公有地址：internet使用的ip地址
私有地址：局域网中使用的ip地址
在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，其地址范围如下：
A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255
B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255
C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
回送地址：127.0.0.1。 也是本机地址，等效于localhost或本机IP
11. 常见的路由算法
静态路由算法（非自适应路由算法发）
由管理员手工配置
优点：简便可靠，应用于高度安全性的军事网络和较小的商业网络
缺点：路由更新慢，不适用于大型网络
动态路由算法（自适应路由算法发）
路由器之间彼此交换信息，通过路由算法优化出路由表项
分类：
全局性：链路状态路由算法（典型的为OSPF）
基于带宽
在大型企业网络中被大量采用
Dijsktra
分散性：距离向量路由算法（RIP）
看跳数
没30秒广播一次
最多只有15跳
适合简单和非分层的小型网络
12. ipv4和ipv6夫的区别
ipv4为32位，4组，每组8位
ipv6为128位，8组，每组16位
ipv6比ipv4更加安全，路由表也应该小一些，
IPv6的头部相比IPv4更简洁，头部大小相对减少，减少了路由器处理包头所需的时间和费用
13. CIDR无非类编址
消除了ABC类网络和划分子网的概念
使用变长子网掩码提高ip资源的利用率，把32位的ip地址划分为前后两个部分，前面指明网络，后面指
明主机号，
有效地分配IPv4的地址空间
14. ip地址和mac地址的区别
ip地址：
32位的2进制数
网络层
可变的，逻辑上唯一的
网络到网络
mac地址：
12位的16进制数
数据链路层
出厂后固定不变
设备到设备
15. ip地址不够用怎么办
开源和节流
开源：将ipv4换成ipv6
节流：使用NAT路由转换协议，一个公网IP对应多个内网IP，只占用一个外网IP地址，可以将IP地
址充分的利用起来
16. 数据链路层的协议（封装成帧）
- PPP协议（point-to-point）
点到点，两点之间建立直接的连接，可以检测错误帧，不能纠错，属于不太可靠的协议
用于：
网线
电话线
光纤线 - Ethernet以太网协议
用于实现链路层的数据传输和地址封装
目的地址和源地址各占6个字节，也就是mac地址
6Byte = 12 * 4 /2 /8 - CSMA/CD 协议
带有冲突检测的载波侦听多路访问技术
所有节点都共享网络传输信道，所以在传输时，存在冲突碰撞的情况。 CSMA/CD 协议避免了这种情况
发生。即： - 先听后发
- 边听边发
- 冲突停止
- 延迟重发
- 停止等待协议
最简单但也是最基础的数据链路层协议
每次发送完一个分组就停止发送，等待对方的确认，再收到确认后再发送下一个。
确保了数据的不丢不乱 - 后退N帧ARQ协议（GBN）= 连续ARQ协议
ARQ：自动重传请求
针对停止等待协议的弊端，首先提出流水线技术
发送端不需要接受一个再发送一个，而是可以一起发送
在发送端接收到已发送包的ACK，则重发这个包以及它后面的包
实际上就是利用滑动窗口的机制，后退N帧就是从出错的重发已发出的N个帧
采用累积确认的方式，接收方只对按序到达的最后一个分组发送确认 - 选择重传协议
在接收方设置一个缓存区，接收方对发送方的每一个帧都进行确认，并按照顺序放在缓存区中，如果发
现某个帧缺失，接收方会发送一个选择重传请求，告诉发送方需要重传的数据包序号，只需要重传丢失
的数据包。
17. 电路交换、报文交换、分组交换的区别
电路交换：需要建立一条专用的数据通信路这条路径会径，最典型的就是传统电话网络。从源点连
续的直接到达重点。
报文交换：将整个报文转发到相邻节点，全部存储下来，查找转发表，转发到下一个节点。存储-
转发型网络
分组交换：将报文分组转发到相邻节点，查找转发表，转发到下一个节点。也是存储-转发型网络
18. 计算机网络传输时延有哪些？
处理时延：路由器判断接收到的分组需要转发到哪里的时延
排队时延：前面可能还有分组没能发送，所有需要等待产生的时延
传输时延（发送时延）：将分组的比特推出网口的时间
传播时延：在介质上传输的时间
19. 传输时延和传播时延的区别
传输时延（发送时延）：将分组的比特推出网口的时间，看的时数据包的大小
传播时延：在介质上传输的时间，主要看的是距离
20. 路由器和交换机的区别
路由器主要工作在第三层，IP地址是在软件中实现的，利用不同网络中的IP地址来确定数据转发地
址，一个网络->另一个网络
交换机主要工作在第二层，交换机利用MAC地址来确定转发数据的目的地址，一个设备->另一个
设备
21.码元、波特、速率、带宽
码元：数据通信中的基本单位，一个码元可以被编码位多个比特
波特：衡量速率的，每秒传输码元的多少
速率：衡量速率的，每秒传输比特的多少，单位：bps，比特每秒
带宽：单位时间内从网络中的某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，表示网络的通信线路传送
数据的能力，单位也是bps，带宽越宽，传输速率越大，一秒的最大速率
