面试计算机网络八股文五问五答第二期

面试计算机网络八股文五问五答第二期

作者：程序员小白条，个人博客

相信看了本文后，对你的面试是有一定帮助的！

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1.OSI七层协议？

2. TCP和UDP传输协议的区别？

1. TCP是可靠的传输协议，你知道它怎么实现的一些拥塞控制，或者说对于数据发送量的合理限制？

TCP（传输控制协议）通过拥塞控制和流量控制来实现可靠的数据传输。其中，拥塞控制是TCP用来控制网络拥塞和避免网络超载的机制，而流量控制是用来控制数据发送方与接收方之间的数据流量的机制。

拥塞控制主要通过以下几个算法来实现：

1. 慢启动（Slow Start）：在建立连接时，TCP发送方初始将拥塞窗口设置为一个较小的值，然后每收到一个确认，拥塞窗口指数式增加，以适应网络的容量。
2. 拥塞避免（Congestion Avoidance）：一旦拥塞窗口达到一个阈值（拥塞窗口大小的一半），TCP发送方就采用线性增加的方式增加拥塞窗口，以更稳定地发送数据。
3. 快速重传（Fast Retransmit）：如果TCP发送方连续接受到3个重复的确认（ACK），即表明网络中有一段丢失的数据，TCP发送方将立即重传这些数据，而不必等待超时。
4. 快速恢复（Fast Recovery）：在进行快速重传后，TCP发送方将拥塞窗口减半，并且进入快速恢复状态。在此状态下，每收到一个确认，拥塞窗口仍然线性增加，但增加的速度较慢。

对于数据发送量的合理限制，TCP使用了流量控制机制来确保接收方能够跟上发送方的发送速度。流量控制通过使用滑动窗口（Sliding Window）来限制发送方的数据发送量，确保不会使接收方无法处理大量数据。

滑动窗口的大小由接收方动态调整。每次接收方收到一定数量的数据后，会向发送方发送一个确认，确认中包含了接收方的可用窗口大小。发送方根据接收方返回的可用窗口大小来动态调整发送的数据量，以保持发送方和接收方的数据传输速度的平衡。

通过拥塞控制和流量控制的机制，TCP能够根据网络的状况和接收方的处理能力来合理地限制数据发送量，同时保证网络的稳定和可靠性。

3. 拥塞控制、超时重传的具体原理？

拥塞控制：

拥塞控制的目的是避免网络中的拥塞，保证网络的稳定性。TCP使用拥塞窗口（Congestion Window）来控制发送方的数据发送速率。

慢启动：当TCP建立连接时，发送方将初始拥塞窗口设置为一个比较小的值（一般为一个报文段的大小），然后随着收到的确认报文的增加，指数级地增加拥塞窗口的大小。这样做的目的是保守地探测当前网络的容量，避免一开始就发送大量数据造成网络拥塞。

拥塞避免：一旦拥塞窗口达到一个阈值（拥塞窗口大小的一半），TCP发送方采用线性增加的方式增加拥塞窗口，以更稳定地发送数据。即拥塞窗口的增加速率由指数增长变成线性增长，减缓拥塞窗口增长的速度。

快速重传：当接收方收到的重复确认（ACK）达到一定数量时，表示发送的数据部分被丢失，TCP发送方会立即重传对应的丢失部分数据，而不必等待超时。

快速恢复：在进行快速重传后，TCP发送方将拥塞窗口减半，并进入快速恢复状态。在这个状态下，拥塞窗口仍然线性增加，但增加速度降低。

超时重传：

当数据发送后，TCP发送方会启动一个定时器，等待接收方发送确认报文。如果在定时器时间内没有收到确认，则认为数据丢失，TCP发送方会立即重传该数据。

超时时间的选择是有一定策略的，一般会根据网络环境动态调整。如果确认报文的返回时间很短，则认为网络较好，可以采用较短的超时时间。反之，若返回时间较长，则认为网络拥塞或延迟较高，需要设置较长的超时时间。

超时重传主要用于检测丢失的数据，并尽快重新发送以保证数据的可靠传输。但超时重传容易造成网络拥塞，因此拥塞控制机制与超时重传机制相互配合，对网络拥塞进行控制与避免。

4.Http 2.0 相比 1.0做了哪些更新？

1. 二进制传输：HTTP/2.0 使用二进制格式来传输数据，而 HTTP/1.1 使用文本格式。二进制格式更加紧凑和高效，减少了传输的开销，使数据传输更快。
2. 多路复用（Multiplexing）：HTTP/2.0 允许多个请求和响应同时在单个连接上传输，而不需要像 HTTP/1.1 那样在多个连接上传输。这提高了性能，减少了延迟，特别对于加载网页中的多个资源文件非常有益。
3. 头部压缩：HTTP/2.0 使用 HPACK 算法对 HTTP 头部进行压缩，减小了头部信息的传输开销。在 HTTP/1.1 中，每次请求和响应都会包含重复的头部信息，而 HTTP/2.0 可以显著减小这种冗余。
4. 服务器推送（Server Push）：HTTP/2.0 允许服务器主动向客户端推送资源，而不需要客户端显式请求。这有助于加速页面加载，减少了客户端发起请求的次数。
5. 优化流量控制：HTTP/2.0 提供了更好的流量控制机制，允许客户端和服务器更好地管理数据流量，避免了拥塞。
6. 安全性：虽然 HTTP/2.0 不要求使用加密，但现实中，几乎所有的 HTTP/2.0 连接都使用了加密，通常使用 TLS/SSL，以提高安全性和隐私。
7. 适应性：HTTP/2.0 可以更好地适应不稳定的网络条件，如高延迟或丢包率高的情况，提供更好的性能。

5.TCP 有哪些字段？

传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)是一种传输层协议。TCP使数据包从源到目的地的传输更加顺畅。它是一种面向连接的端到端协议。每个数据包由TCP包裹在一个报头中，该报头由10个强制字段共20个字节和一个0到40 字节的可选数据字段组成

? 1.源端口号(Source Port)：16bits，该字段标识发送方应用程序的端口号。

? 2.目标端口号(Destination Port)：16bits，该字段标识接收方应用程序的端口号。

? 3.序列号(Sequence Number)：32bits，在连接建立(三次握手)后，该字段包含一个32位随机初始序列号/起始数据位，随后增加传输的字节数。

? 4.确认应答号(Acknowledgement Number)：32bits，接收方使用这个32位参数来请求下一个TCP段。它是下一个预测的TCP段的序列号。

? 5.报头长度(Header Length)：4bits，该字段表示TCP报头的大小，但是是按比例缩小的版本。

? 6.保留位(Reserved)：6bits，该字段的位设置为零。这些位保留供以后使用。

? 7.标志位(Flags bits)：6bits，一组六个字段，每个字段长一位。TCP标志用于指示TCP会话期间的特定状态，可用于故障排除或控制特定连接的处理方式。每个标志位值为1，表示特定标志为”设置”。