Shirone

基础#

网络层#

• IP（Internet Protocol，网际协议）：主要作用是定义数据包的格式、对数据包进行路由和寻址，以便它们可以跨网络传播并到达正确的目的地。
• ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议），用于在局域网（LAN）中进行主机通信，是一种用于将网络层的地址转换为数据链路层地址的重要网络协议。 在TCP/IP网络中，ARP的主要功能是将IP地址转换为MAC地址。
• ICMP（Internet Control Message Protocol，互联网控制报文协议）：一种用于传输网络状态和错误消息的协议，常用于网络诊断和故障排除。例如，Ping 工具就使用了 ICMP 协议来测试网络连通性。
• NAT（Network Address Translation，网络地址转换协议）：NAT 协议的应用场景如同它的名称——网络地址转换，应用于内部网到外部网的地址转换过程中。具体地说，在一个小的子网（局域网，LAN）内，各主机使用的是同一个 LAN 下的 IP 地址，但在该 LAN 以外，在广域网（WAN）中，需要一个统一的 IP 地址来标识该 LAN 在整个 Internet 上的位置。

传输层#

TCP/UDP区别？

TCP三次握手的过程？ 客户端发送SYN → 服务端回复SYN+ACK → 客户端回复ACK，连接建立。

TCP四次挥手的过程？ 主动方发送FIN → 被动方回复ACK → 被动方发送FIN → 主动方回复ACK。

TIME_WAIT状态的作用？ 确保最后一个ACK能到达对方，让迟到的报文段有足够时间被丢弃。可通过net.ipv4.tcp_tw_reuse允许复用。

CLOSE_WAIT状态是什么？成因？ 被动关闭方收到FIN后回复ACK进入的状态，表示等待应用层调用close()。堆积说明程序没正确关闭连接。

TCP 如何保证可靠传输？（重传/滑动窗口/拥塞控制）TCP 如何保证可靠传输？重传、滑动窗口与拥塞控制详解 | JavaGuide

应用层#

应用层常见协议？基于TCP还是UDP？

• HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）：是一种用于传输超文本和多媒体内容的应用层协议，主要为 Web 客户端与服务器之间的通信而设计。HTTP/1.x 和 HTTP/2 通常基于 TCP，HTTP/3 则运行在基于 UDP 的 QUIC 之上。
• SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件发送协议）：基于 TCP 协议，是一种用于发送电子邮件的协议。注意 ⚠️：SMTP 协议只负责邮件的发送，而不是接收。要从邮件服务器接收邮件，需要使用 POP3 或 IMAP 协议。
• POP3/IMAP（邮件接收协议）：基于 TCP 协议，两者都是负责邮件接收的协议。IMAP 协议是比 POP3 更新的协议，它在功能和性能上都更加强大。IMAP 支持邮件搜索、标记、分类、归档等高级功能，而且可以在多个设备之间同步邮件状态。几乎所有现代电子邮件客户端和服务器都支持 IMAP。
• FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）：基于 TCP 协议，是一种用于在计算机之间传输文件的协议，可以屏蔽操作系统和文件存储方式。注意 ⚠️：FTP 是一种不安全的协议，因为它在传输过程中不会对数据进行加密。建议在传输敏感数据时使用更安全的协议，如 SFTP。
• Telnet（远程登陆协议）：基于 TCP 协议，用于通过一个终端登陆到其他服务器。Telnet 协议的最大缺点之一是所有数据（包括用户名和密码）均以明文形式发送，这有潜在的安全风险。这就是为什么如今很少使用 Telnet，而是使用一种称为 SSH 的非常安全的网络传输协议的主要原因。
• SSH（Secure Shell Protocol，安全的网络传输协议）：基于 TCP 协议，通过加密和认证机制实现安全的访问和文件传输等业务
• RTP（Real-time Transport Protocol，实时传输协议）：通常基于 UDP 协议，但也支持 TCP 协议。它提供了端到端的实时传输数据的功能，但不包含资源预留存、不保证实时传输质量，这些功能由 WebRTC 实现。
• DNS（Domain Name System，域名管理系统）：通常基于 UDP 协议（端口 53），用于解决域名和 IP 地址的映射问题。当响应数据过大或进行区域传送时会改用 TCP。

HTTP状态码分类？ 1xx信息、2xx成功、3xx重定向、4xx客户端错误、5xx服务端错误。

长连接与短连接的区别？ 短连接每次请求后断开；长连接保持连接复用（HTTP Keep-Alive），减少握手开销。

DNS解析的查询顺序？ 浏览器缓存 → 系统Hosts文件 → 本地DNS服务器 → 根域/顶级域递归查询。

HTTPS与HTTP的区别？ HTTPS在HTTP下加TLS/SSL层，提供加密传输和身份认证。

HTTP/1.1 和 HTTP/2.0 有什么区别？

• 多路复用（Multiplexing）：HTTP/2.0 在同一连接上可以同时传输多个请求和响应（可以看作是 HTTP/1.1 中长链接的升级版本），互不干扰。HTTP/1.1 则使用串行方式，每个请求和响应都需要独立的连接，而浏览器为了控制资源会有 6-8 个 TCP 连接的限制。这使得 HTTP/2.0 在处理多个请求时更加高效，减少了网络延迟和提高了性能。
• 二进制帧（Binary Frames）：HTTP/2.0 使用二进制帧进行数据传输，而 HTTP/1.1 则使用文本格式的报文。二进制帧更加紧凑和高效，减少了传输的数据量和带宽消耗。
• 队头阻塞：HTTP/2 引入了多路复用技术，允许多个请求和响应在单个 TCP 连接上并行交错传输，解决了 HTTP/1.1 应用层的队头阻塞问题，但 HTTP/2 依然受到 TCP 层队头阻塞的影响。
• 头部压缩（Header Compression）：HTTP/1.1 支持 Body 压缩，Header 不支持压缩。HTTP/2.0 支持对 Header 压缩，使用了专门为 Header 压缩而设计的 HPACK 算法，减少了网络开销。
• 服务器推送（Server Push）：HTTP/2.0 支持服务器推送，可以在客户端请求一个资源时，将其他相关资源一并推送给客户端，从而减少了客户端的请求次数和延迟。而 HTTP/1.1 需要客户端自己发送请求来获取相关资源。

HTTP请求从输入URL到页面展示的完整流程？

1. 浏览器解析 URL 并检查缓存：浏览器解析 URL 的各组成部分，并检查 HTTP 缓存（强缓存、协商缓存）是否已有该资源的有效副本。
2. DNS 解析：浏览器通过 DNS 协议（Hosts→本地DNS→递归查询），获取域名对应的 IP 地址。
3. 建立传输连接：HTTP/1.1 和 HTTP/2 通常先通过 TCP 三次握手建立连接；HTTP/3 则建立基于 UDP 的 QUIC 连接。
4. 建立安全通道（HTTPS）：HTTP/1.1 和 HTTP/2 通常在 TCP 建连后进行 TLS 握手；HTTP/3 在 QUIC 建连过程中集成 TLS 1.3，完成密钥协商和服务器身份验证。
5. 发送 HTTP 请求：浏览器在连接上向服务器发送 HTTP 请求报文，请求获取网页内容。
6. 服务器处理并返回响应：服务器收到请求后处理并返回 HTTP 响应报文。
7. 浏览器解析与渲染：浏览器解析 HTML、CSS，执行 JavaScript，并加载页面中引用的其他资源（图片、字体等）。
8. 连接管理：页面加载完成后，连接根据 keep-alive 策略复用或关闭。

从OSI七层模型的角度看每一层做了什么：

第一阶段：发送请求（应用层 → 物理层）

• 应用层：浏览器解析出协议（HTTP/HTTPS）、域名（如 www.baidu.com）和路径。
• 表示层：对数据进行“翻译”和“加密”。如果是 HTTPS，在此层进行 TLS/SSL 握手和加解密；同时将字符编码统一（如 UTF-8）。
• 会话层：建立、管理、维持本次通信的会话连接（Session）。虽然 HTTP 是无状态的，但此层负责确保断线重连时能续传。
• 传输层：通过 DNS 解析得到目标 IP 后，选择 TCP 或 UDP 协议。将数据切成数据段（Segment），并封装上源端口和目标端口（80/443）。
• 网络层：添加 IP 头部（源 IP 和 目标 IP）。通过路由算法查询下一跳地址，决定数据包走哪条路到达服务器。
• 数据链路层：添加 MAC 地址（源 MAC 和下一跳网关的 MAC）。通过 ARP 协议（地址解析协议）获取下一跳路由器的物理地址。
• 物理层：将数据帧转化为二进制 0/1 的比特流，通过网线、光纤或 Wi-Fi 的电磁波发送出去。

第二阶段：接收响应（物理层 → 应用层）从下往上逐层拆包（剥洋葱）：

• 物理层：接收电信号/光信号，还原成比特流。
• 数据链路层：检查 MAC 地址是否匹配，拆掉 MAC 头部，交由上层。
• 网络层：检查 IP 地址是否匹配，拆掉 IP 头部，交由上层。
• 传输层：拆掉 TCP 头部，回传 ACK 确认包（三次握手的最后一步），并把乱序的数据包重排好，交给应用。
• 会话/表示层：解密（HTTPS）、解压数据。
• 应用层：解析 HTTP 响应报文（状态码 200、HTML 内容），浏览器开始渲染引擎解析 HTML、加载 CSS/JS，最终呈现出你看到的网页。