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[网络协议]面试对弈:计算机网络篇(面试必备!!!)

一、请简述TCP\UDP的区别

TCP和UDP是OSI模型中的运输层中的协议。TCP提供可靠的通信传输,而UDP则常被用于让广播和细节控制交给应用的通信传输(例如QQ)。

两者的区别大致如下

  • TCP面向连接,UDP面向非连接即发送数据前不需要建立链接
  • TCP提供可靠的服务(数据传输),UDP无法保证
  • TCP面向字节流,UDP面向报文
  • TCP数据传输慢,UDP数据传输快

二、浏览器输入URL后的过程

  • 1、客户端浏览器通过DNS解析到http:/ /www.baidu.com的IP地址220.181.27.48,通过这个IP地址找到客户端到服务器的路径。客户端浏览器发起一个HTTP会话到220.161.27.48,然后通过TCP进行封装数据包,输入到网络层。
  • 2、在客户端的传输层,把HTTP会话请求分成报文段,添加源和目的端口,如服务器使用80端口监听客户端的请求,客户端由系统随机选择一个端口如5000,与服务器进行交换,服务器把相应的请求返回给客户端的5000端口。然后使用IP层的IP地址查找目的端。
  • 3、客户端的网络层不用关系应用层或者传输层的东西,主要做的是通过查找路由表确定如何到达服务器,期间可能经过多个路由器,这些都是由路由器来完成的工作,我不作过多的描述,无非就是通过查找路由表决定通过那个路径到达服务器。
  • 4、客户端的链路层,包通过链路层发送到路由器,通过邻居协议查找给定IP地址的MAC地址,然后发送ARP请求查找目的地址,如果得到回应后就可以使用ARP的请求应答交换的IP数据包现在就可以传输了,然后发送IP数据包到达服务器的地址。

三、简单解释一些ARP协议的工作过程

  • 首先,每个主机都会在自己的 ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。
  • 当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP地址。
  • 当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入 ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。
  • 源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和 MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

四、OSI七层结构图

在这里插入图片描述

五、HTTP协议的几种请求方式

常用HTTP请求有GET和POST两种。

GET

??对服务器资源的简单请求

???GET方法是默认的HTTP请求方法,我们日常用GET方法来提交表单数据,然而用GET方法提交的表单数据只经过了简单的编码,同时它将作为URL的一部分向Web服务器发送,因此,如果使用GET方法来提交表单数据就存在着安全隐患上。例如

Http://127.0.0.1/login.jsp?Name=zhangshi&Age=30&Submit=�%E+��

???从上面的URL请求中,很容易就可以辩认出表单提交的内容。(?之后的内容)另外由于GET方法提交的数据是作为URL请求的一部分所以提交的数据量不能太大

POST

???用于发送包含用户提交数据的请求

???POST方法是GET方法的一个替代方法,它主要是向Web服务器提交表单数据,尤其是大批量的数据。POST方法克服了GET方法的一些缺点。通过POST方法提交表单数据时,数据不是作为URL请求的一部分而是作为标准数据传送给Web服务器,这就克服了GET方法中的信息无法保密和数据量太小的缺点。因此,出于安全的考虑以及对用户隐私的尊重,通常表单提交时采用POST方法。

???? 从编程的角度来讲,如果用户通过GET方法提交数据,则数据存放在QUERY_STRING环境变量中,而POST方法提交的数据则可以从标准输入流中获取。

六、三次握手、四次挥手

三次挥手

详解请见:续篇( 一) TCP 为什么是三次握手,四次挥手?

四次挥手

在这里插入图片描述
第一次挥手: 客户端发送发出连接释放报文段(FIN=1,序号seq=u),并停止再发送数据,主动关闭TCP连接,进入FIN_WAIT1(终止等待1)状态,等待服务端的确认。

第二次挥手: 服务端收到连接释放报文段后即发出确认报文段(ACK=1,确认号ack=u+1,序号seq=v),服务端进入CLOSE_WAIT(关闭等待)状态,此时的TCP处于半关闭状态,客户端到服务端的连接释放。客户端收到服务端的确认后,进入FIN_WAIT2(终止等待2)状态,等待服务端发出的连接释放报文段。

第三次挥手: 服务端没有要向客户端发出的数据,服务端发出连接释放报文段(FIN=1,ACK=1,序号seq=w,确认号ack=u+1),服务端进入LAST_ACK(最后确认)状态,等待客户端的确认。

第四次挥手: 客户端收到服务端的连接释放报文段后,对此发出确认报文段(ACK=1,seq=u+1,ack=w+1),客户端进入TIME_WAIT(时间等待)状态。此时TCP未释放掉,需要经过时间等待计时器设置的时间2MSL后,客户端才进入CLOSED状态。

收到一个FIN只意味着在这一方向上没有数据流动。客户端执行主动关闭并进入TIME_WAIT是正常的,服务端通常执行被动关闭,不会进入TIME_WAIT状态。

四次挥手释放连接时,等待2MSL的意义?

MSL是Maximum Segment Lifetime的英文缩写,可译为“最长报文段寿命”,它是任何报文在网络上存在的最长时间,超过这个时间报文将被丢弃。

为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器。因为这个ACK有可能丢失,从而导致处在LAST-ACK状态的服务器收不到对FIN-ACK的确认报文。服务器会超时重传这个FIN-ACK,接着客户端再重传一次确认,重新启动时间等待计时器。最后客户端和服务器都能正常的关闭。假设客户端不等待2MSL,而是在发送完ACK之后直接释放关闭,一但这个ACK丢失的话,服务器就无法正常的进入关闭连接状态。

两个理由:

  • 保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务端。
  • 防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。

SYN攻击

????服务器端的资源分配是在二次握手时分配的,而客户端的资源是在完成三次握手时分配的,所以服务器容易受到SYN洪泛攻击。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址,并向Server不断地发送SYN包,Server则回复确认包,并等待Client确认,由于源地址不存在,因此Server需要不断重发直至超时,这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列,导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃,从而引起网络拥塞甚至系统瘫痪。SYN 攻击是一种典型的 DoS/DDoS 攻击。

???检测 SYN 攻击非常的方便,当你在服务器上看到大量的半连接状态时,特别是源IP地址是随机的,基本上可以断定这是一次SYN攻击。在 Linux/Unix 上可以使用系统自带的 netstats 命令来检测 SYN 攻击。

netstat -n -p TCP | grep SYN_RECV

常见的防御 SYN 攻击的方法有如下几种:

  • 缩短超时(SYN Timeout)时间
  • 增加最大半连接数
  • 过滤网关防护
  • SYN cookies技术




七、差错检测



TCP怎么保证错误重传?

(1)接收方收到错误的分组,就直接丢弃,而不做任何操作。

(2)发送方在规定的时间(比平均往返时延大一些)没有收到分组的确认分组,就会自动重传。

(3)当然,为了让对方知道哪个分组出问题了,就也为分组编了序号。

IP协议的差错检测:

(1)检测哪一部分? IP协议只检测IP数据报的首部,不检测数据部分。

(2)由谁检测? 数据报每经过一个路由器,路由器都进行一次差错检测。

(3)错误之后怎么办? 路由器发现数据报错误后,直接丢弃。

(4)怎么检测? 不使用复杂的CRC检验,利用IP数据报中的首部检验和。

方法:16个二进制一组,之后求反码相加。

(5)检测过程:

  • 发送方:把IP数据报首部分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。并把和的反码放入首部检验和。

  • 接收方(经过的路由器):把IP数据报首部分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。之后再与首部检验和相加,为0则正常。不为0则出错。

UDP协议的差错检测:

(1)检测哪一部分? UDP协议检测整个用户数据报(首部 + 数据部分)

(2)由谁检测? 由目的主机检测

(3)错误之后怎么办? 目的主机发现数据报错误后,直接丢弃。

(4)怎么检测? 不使用复杂的CRC检验,和IP数据报的检测方法相似。

方法:伪首部 + 首部 + 数据部分 + 全0的填充字节 + 16个二进制一组,之后求反码相加。

使用伪首部的原因:只是单纯为了做校验用的。

伪首部包括:伪首部包含源IP地址和目的IP地址,UDP协议号以及UDP长度等信息,目的是让UDP两次检查数据是否已经正确到达目的地。

注意:

1、 伪首部不上传也不想下传输。

2、 由于检测的部分可能不是偶数个字节,不能均拆成16位的序列,此时可以插入全0的填充字节。

(5)检测过程:

  • 发送方:把待检测的部分分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。并把和的反码放入首部检验和。

  • 接收方:把待检测的部分分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。之后再与首部检验和相加,为0则正常。不为0则出错。

TCP协议的差错检测:

(1)检测哪一部分? TCP协议检测整个用户数据报(首部 + 数据部分)

(2)由谁检测? 由目的主机检测

(3)错误之后怎么办? 目的主机发现数据报错误后,直接丢弃。

(4)怎么检测? 不使用复杂的CRC检验,和IP数据报的检测方法相似。

方法: 伪首部 + 首部 + 数据部分 + 全0的填充字节 + 16个二进制一组,之后求反码相加。
使用伪首部的原因: 只是单纯为了做校验用的。
伪首部包括: 伪首部包含源IP地址和目的IP地址,TCP协议号以及TCP长度等信息,目的是让TCP两次检查数据是否已经正确到达目的地。

注意:

<1> 伪首部不上传也不想下传输。

<2> 由于检测的部分可能不是偶数个字节,不能均拆成16位的序列,此时可以插入全0的填充字节。

(5)检测过程:

  • 发送方: 把待检测的部分分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。并把和的反码放入首部检验和。

  • 接收方: 把待检测的部分分成16位的序列,之后每一个序列进行求反码在求和。之后再与首部检验和相加,为0则正常。不为0则出错。

记忆:

(1)IP协议只检测首部,而TCP和UDP检测整个首部和数据部分,当然还包括伪首部。

(2)IP、UDP、TCP检测出错误后,会直接丢弃。但是TCP协议会要求重传。

(3)UDP和TCP的差错检测方法一样。
(4)伪首部不上传也不想下传输。

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加:2021-07-22 14:35:20  更:2021-07-22 14:36:23 
 
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