【01-20】计算机网络基础知识（非常详细）从零基础入门到精通，看完这一篇就够了

_Matthew2024-03-30 21:14

【01-20】计算机网络基础知识（非常详细）从零基础入门到精通，看完这一篇就够了

以下是本文参考的资料 欢迎大家查收原版 本版本仅作个人笔记使用

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1、OSI 的七层模型分别是？各自的功能是什么？

我们需要了解互联网的本质是一系列的网络协议，这个协议就叫做OSI协议（开放系统互联(Open System Interconnection）），它是由ISO（国际标准化组织）定义的。
需要注意，随着时代的发展，OSI已经被TCP/IP 4层模型淘汰，在当今世界上并没有大规模的使用。
那么对于OSI，人们按照功能不同，分工不同，人为的将OSI的分为七层。实际上这七层是并不存在的，也就是说没有这些概念，而我们今天提到的七层概念，只是人为的划分而已。目的只是为了让大家更好地理解这些都是用来做什么的。

简要概括

  • 物理层：底层数据传输，如网线；网卡标准。

  • 数据链路层：定义数据的基本格式，如何传输，如何标识；如网卡MAC地址。

  • 网络层：定义IP编址，定义路由功能；如不同设备的数据转发。

  • 传输层：端到端传输数据的基本功能；如 TCP、UDP。

  • 会话层：控制应用程序之间会话能力；如不同软件数据分发给不同软件。

  • 表示层：数据格式标识，基本压缩加密功能。

  • 应用层：各种应用软件，包括 Web 应用。

有点懵。。。ok 举个例子，这里十分建议去 看看 【你管这破玩意叫网络】

虽然物理层在最上面，但是其实对我们来说，先接触到的是应用层，比如Web应用，微信 app等。

  • 应用层

    • 最直观的理解就是人机交互界面，或者说是系统程序窗口。贾某将"你好"两个字输入电脑微信软件。

  • 表示层

    • 计算机如何处理"你好"两个字？ 答案就是"翻译"！ 人类有人类的语言，计算机也有自己的语言。计算机是不懂汉语的，他只知道二进制的 0 和 1 ，那么贾某在计算机的微信上打了"你好"这两个字，计算机接收到后开始通过二进制转换成自己的语言。这一步就是翻译 ，当然，表示层还有其他的功能，例如安全加密，压缩等。

  • 会话层

    • 计算机知道你要发送的东西之后，就需要准备发送了。那么，第一步就是要找到对方（乙某），并和对方建立会话关系。直接理解：会话属于软件层面，允许不同机器上的用户之间建立会话关系。

  • 传输层

    • 传输层可理解为是同一个软件中的两个端口 进行数据传输。我用微信发送的消息，你也需要用微信来接收。那么就是电脑端微信用户之间的传输。端到端传输数据的基本功能；如 TCP、UDP。 由于传输层的报文中会携带端口号，因此接收方可以识别出该报文是发送给哪个应用。

应用需要传输的数据可能会非常大，如果直接传输就不好控制，因此当传输层的数据包大小超过 MSS（TCP 最大报文段长度） ，就要将数据包分块，这样即使中途有一个分块丢失或损坏了，只需要重新发送这一个分块，而不用重新发送整个数据包。在 TCP 协议中，我们把每个分块称为一个 TCP 段（TCP Segment）。

  • 网络层
    • 传输层已经准备就绪了，可是我们知道微信用户千千万，贾某和乙某中间还存在很多的其他用户，我们怎么实现贾某的文字就能准确的发送到乙某的微信上呢？ 这就是需要网络层的 IP 地址了。只要知道了乙某的 IP 地址，就可以选择最佳路径进行准确的数据传输了。IP 地址的封装和解封装，工作设备叫路由器
  • 数据链路层
    • 网络层接收到数据后需要继续往下传输，需要使用工具，就是数据链路层的网卡，继续进行传输。

MAC 头部是以太网使用的头部，它包含了接收方和发送方的 MAC 地址等信息，我们可以通过 ARP 协议获取对方的 MAC 地址。

  • 物理层

    • 数据到达物理层后，变成信号传输。

  • 数据到达目标主机后，开始进行一个逆向的过程。

  • 即数据到达对方主机后，从物理层传输到数据链路层--网络层--传输层--会话层--表示层--应用层。

此时，数据到达乙某的电脑，乙某就可以看到甲某发送的"你好"两个字了。

说明

  • 在传输层，数据被称作tcp报文段或udp用户数据报（Segments）；
  • 网络层数据被称做包（Packages）；
  • 数据链路层时数据被称为帧（Frames）；
  • 物理层时数据被称为比特流（Bits）。

总结

  • 网络七层模型是一个标准，而非实现。
  • 网络四层模型是一个实现的应用模型。
  • 网络四层模型由七层模型简化合并而来。

如果是TCI/IP四层呢

2、说一下一次完整的HTTP请求过程包括哪些内容？

  • 建立起客户机和服务器连接。

    域名解析 --> 发起TCP的3次握手

  • 建立连接后，客户机发送一个请求给服务器。

    --> 建立TCP连接后发起http请求

  • 服务器收到请求给予响应信息。

    --> 服务器响应http请求，浏览器得到html代码

  • 客户端浏览器将返回的内容解析并呈现，断开连接。

    --> 浏览器解析html代码，并请求html代码中的资源（如js、css、图片等） --> 浏览器对页面进行渲染呈现给用户。

孤单小弟 ------ HTTP

浏览器做的第一步工作是解析 URL

首先浏览器做的第一步工作就是要对 URL 进行解析，从而生成发送给 Web 服务器的请求信息。

让我们看看一条长长的 URL 里的各个元素的代表什么，见下图：

所以图中的长长的 URL 实际上是请求服务器里的文件资源。

要是上图中的蓝色部分 URL 元素都省略了，那应该是请求哪个文件呢？

当没有路径名时，就代表访问根目录下事先设置的默认文件，也就是 /index.html 或者 /default.html 这些文件，这样就不会发生混乱了。

生产 HTTP 请求信息

对 URL 进行解析之后，浏览器确定了 Web 服务器和文件名，接下来就是根据这些信息来生成 HTTP 请求消息了。



真实地址查询 ------ DNS

通过浏览器解析 URL 并生成 HTTP 消息后，需要委托操作系统将消息发送给 Web 服务器。

但在发送之前，还有一项工作需要完成，那就是查询服务器域名对应的 IP 地址，因为委托操作系统发送消息时，必须提供通信对象的 IP 地址。

比如我们打电话的时候，必须要知道对方的电话号码，但由于电话号码难以记忆，所以通常我们会将对方电话号 + 姓名保存在通讯录里。

所以，有一种服务器就专门保存了 Web 服务器域名与 IP 的对应关系，它就是 DNS 服务器。

域名的层级关系

DNS 中的域名都是用句点来分隔的，比如 www.server.com，这里的句点代表了不同层次之间的界限。

在域名中，越靠右的位置表示其层级越高。

毕竟域名是外国人发明，所以思维和中国人相反，比如说一个城市地点的时候，外国喜欢从小到大的方式顺序说起（如 XX 街道 XX 区 XX 市 XX 省），而中国则喜欢从大到小的顺序（如 XX 省 XX 市 XX 区 XX 街道）。

实际上域名最后还有一个点 ，比如 www.server.com.，这个最后的一个点代表根域名。

也就是，. 根域是在最顶层，它的下一层就是 .com 顶级域，再下面是 server.com。

所以域名的层级关系类似一个树状结构：

  • 根 DNS 服务器（.）
  • 顶级域 DNS 服务器（.com）
  • 权威 DNS 服务器（server.com）

域名解析的工作流程

  1. 客户端首先会发出一个 DNS 请求，问 www.server.com 的 IP 是啥，并发给本地 DNS 服务器（也就是客户端的 TCP/IP 设置中填写的 DNS 服务器地址）。
  2. 本地域名服务器收到客户端的请求后，如果缓存里的表格能找到 www.server.com，则它直接返回 IP 地址。如果没有，本地 DNS 会去问它的根域名服务器："老大， 能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗？" 根域名服务器是最高层次的，它不直接用于域名解析，但能指明一条道路。
  3. 根 DNS 收到来自本地 DNS 的请求后，发现后置是 .com，说："www.server.com 这个域名归 .com 区域管理"，我给你 .com 顶级域名服务器地址给你，你去问问它吧。"
  4. 本地 DNS 收到顶级域名服务器的地址后，发起请求问"老二， 你能告诉我 www.server.com 的 IP 地址吗？"
  5. 顶级域名服务器说："我给你负责 www.server.com 区域的权威 DNS 服务器的地址，你去问它应该能问到"。
  6. 本地 DNS 于是转向问权威 DNS 服务器："老三，www.server.com对应的IP是啥呀？" server.com 的权威 DNS 服务器，它是域名解析结果的原出处。为啥叫权威呢？就是我的域名我做主。
  7. 权威 DNS 服务器查询后将对应的 IP 地址 X.X.X.X 告诉本地 DNS。
  8. 本地 DNS 再将 IP 地址返回客户端，客户端和目标建立连接。

至此，我们完成了 DNS 的解析过程。现在总结一下，整个过程我画成了一个图。


只指路不带路

那是不是每次解析域名都要经过那么多的步骤呢？

当然不是了，还有缓存这个东西的嘛。

浏览器会先看自身有没有对这个域名的缓存，如果有，就直接返回，如果没有，就去问操作系统，操作系统也会去看自己的缓存，如果有，就直接返回，如果没有，再去 hosts 文件看，也没有，才会去问「本地 DNS 服务器」。

指南好帮手 ------ 协议栈

通过 DNS 获取到 IP 后，就可以把 HTTP 的传输工作交给操作系统中的协议栈。

协议栈的内部分为几个部分，分别承担不同的工作。上下关系是有一定的规则的，上面的部分会向下面的部分委托工作，下面的部分收到委托的工作并执行。

应用程序（浏览器）通过调用 Socket 库，来委托协议栈工作。协议栈的上半部分有两块，分别是负责收发数据的 TCP 和 UDP 协议，这两个传输协议会接受应用层的委托执行收发数据的操作。

协议栈的下面一半是用 IP 协议控制网络包收发操作，在互联网上传数据时，数据会被切分成一块块的网络包，而将网络包发送给对方的操作就是由 IP 负责的。

此外 IP 中还包括 ICMP 协议和 ARP 协议。

  • ICMP 用于告知网络包传送过程中产生的错误以及各种控制信息。
  • ARP 用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址。
    IP 下面的网卡驱动程序负责控制网卡硬件，而最下面的网卡则负责完成实际的收发操作，也就是对网线中的信号执行发送和接收操作。

可靠传输 ------ TCP

HTTP 是基于 TCP 协议传输的，所以在这我们先了解下 TCP 协议

我们先看看 TCP 报文头部的格式：

首先，源端口号和目标端口号是不可少的，如果没有这两个端口号，数据就不知道应该发给哪个应用。

接下来有包的序号，这个是为了解决包乱序的问题。

还有应该有的是确认号，目的是确认发出去对方是否有收到。如果没有收到就应该重新发送，直到送达，这个是为了解决丢包的问题。

接下来还有一些状态位。例如 SYN 是发起一个连接，ACK 是回复，RST 是重新连接，FIN 是结束连接等。TCP 是面向连接的，因而双方要维护连接的状态，这些带状态位的包的发送，会引起双方的状态变更。

还有一个重要的就是窗口大小。TCP 要做流量控制，通信双方各声明一个窗口（缓存大小），标识自己当前能够的处理能力，别发送的太快，撑死我，也别发的太慢，饿死我。

除了做流量控制以外，TCP还会做拥塞控制，对于真正的通路堵车不堵车，它无能为力，唯一能做的就是控制自己，也即控制发送的速度。不能改变世界，就改变自己嘛。

TCP 传输数据之前，要先三次握手建立连接

  • 一开始，客户端和服务端都处于 CLOSED 状态。先是服务端主动监听某个端口，处于 LISTEN 状态。

  • 然后客户端主动发起连接 SYN，之后处于 SYN-SENT 状态。

  • 服务端收到发起的连接，返回 SYN，并且 ACK 客户端的 SYN，之后处于 SYN-RCVD 状态。

  • 客户端收到服务端发送的 SYN 和 ACK 之后，发送对 SYN 确认的 ACK，之后处于 ESTABLISHED 状态，因为它一发一收成功了。

  • 服务端收到 ACK 的 ACK 之后，处于 ESTABLISHED 状态，因为它也一发一收了。

所以三次握手目的是保证双方都有发送和接收的能力。

TCP 分割数据

如果 HTTP 请求消息比较长，超过了 MSS 的长度，这时 TCP 就需要把 HTTP 的数据拆解成一块块的数据发送，而不是一次性发送所有数据。

  • MTU：一个网络包的最大长度，以太网中一般为 1500 字节。
  • MSS：除去 IP 和 TCP 头部之后，一个网络包所能容纳的 TCP 数据的最大长度。

数据会被以 MSS 的长度为单位进行拆分，拆分出来的每一块数据都会被放进单独的网络包中。也就是在每个被拆分的数据加上 TCP 头信息，然后交给 IP 模块来发送数据。

TCP 报文生成

TCP 协议里面会有两个端口，一个是浏览器监听的端口（通常是随机生成的） ，一个是 Web 服务器监听的端口（HTTP 默认端口号是 80， HTTPS 默认端口号是 443）。

在双方建立了连接后，TCP 报文中的数据部分就是存放 HTTP 头部 + 数据，组装好 TCP 报文之后，就需交给下面的网络层处理。

至此，网络包的报文如下图。

远程定位 ------ IP

在 IP 协议里面需要有源地址 IP 和 目标地址 IP：

源地址IP，即是客户端输出的 IP 地址；

目标地址，即通过 DNS 域名解析得到的 Web 服务器 IP。

假设客户端有多个网卡，就会有多个 IP 地址，那 IP 头部的源地址应该选择哪个 IP 呢？

当存在多个网卡时，在填写源地址 IP 时，就需要判断到底应该填写哪个地址。这个判断相当于在多块网卡中判断应该使用哪个一块网卡来发送包。

这个时候就需要根据路由表规则，来判断哪一个网卡作为源地址 IP。

在 Linux 操作系统，我们可以使用 route -n 命令查看当前系统的路由表。

  1. 首先先和第一条目的子网掩码（Genmask）进行 与运算，得到结果为 192.168.10.0，但是第一个条目的 Destination 是 192.168.3.0，两者不一致所以匹配失败。
  2. 再与第二条目的子网掩码进行 与运算，得到的结果为 192.168.10.0，与第二条目的 Destination 192.168.10.0 匹配成功，所以将使用 eth1 网卡的 IP 地址作为 IP 包头的源地址。

那么假设 Web 服务器的目标地址是 10.100.20.100，那么依然依照上面的路由表规则判断，判断后的结果是和第三条目匹配。
第三条目比较特殊，它目标地址和子网掩码都是 0.0.0.0，这表示默认网关，如果其他所有条目都无法匹配，就会自动匹配这一行。并且后续就把包发给路由器，Gateway 即是路由器的 IP 地址。

两点传输 ------ MAC

生成了 IP 头部之后，接下来网络包还需要在 IP 头部的前面加上 MAC 头部。

MAC 包头格式

MAC 头部是以太网使用的头部，它包含了接收方和发送方的 MAC 地址等信息。

在 MAC 包头里需要发送方 MAC 地址和接收方目标 MAC 地址，用于两点之间的传输。

不知道对方 MAC 地址？不知道就喊呗。

此时就需要 ARP 协议帮我们找到路由器的 MAC 地址。

ARP 协议会在以太网中以广播的形式，对以太网所有的设备喊出："这个 IP 地址是谁的？请把你的 MAC 地址告诉我"。

然后就会有人回答："这个 IP 地址是我的，我的 MAC 地址是 XXXX"。

如果对方和自己处于同一个子网中，那么通过上面的操作就可以得到对方的 MAC 地址。然后，我们将这个 MAC 地址写入 MAC 头部，MAC 头部就完成了。

好像每次都要广播获取，这不是很麻烦吗？

放心，在后续操作系统会把本次查询结果放到一块叫做ARP 缓存的内存空间留着以后用，不过缓存的时间就几分钟。

也就是说，在发包时：

先查询 ARP 缓存，如果其中已经保存了对方的 MAC 地址，就不需要发送 ARP 查询，直接使用 ARP 缓存中的地址。而当 ARP 缓存中不存在对方 MAC 地址时，则发送 ARP 广播查询。

至此，网络包的报文如下图。

出口 ------ 网卡

网络包只是存放在内存中的一串二进制数字信息 ，没有办法直接发送给对方 。因此，我们需要将数字信息转换为电信号 ，才能在网线上传输，也就是说，这才是真正的数据发送过程。

负责执行这一操作的是网卡，要控制网卡还需要靠网卡驱动程序。

网卡驱动获取网络包 之后，会将其复制到网卡内的缓存区 中，接着会在其开头加上报头和起始帧分界符 ，在末尾加上用于检测错误的帧校验序列。

送别者 ------ 交换机

下面来看一下包是如何通过交换机的。交换机的设计是将网络包原样转发到目的地。交换机工作在 MAC 层，也称为二层网络设备。

交换机的包接收操作

  1. 首先，电信号到达网线接口，交换机里的模块进行接收，接下来交换机里的模块将电信号转换为数字信号。
  2. 然后通过包末尾的 FCS 校验错误，如果没问题则放到缓冲区。这部分操作基本和计算机的网卡相同，但交换机的工作方式和网卡不同。
  3. 计算机的网卡本身具有 MAC 地址，并通过核对收到的包的接收方 MAC 地址判断是不是发给自己的，如果不是发给自己的则丢弃；相对地，交换机的端口不核对接收方 MAC 地址，而是直接接收所有的包并存放到缓冲区中。因此，和网卡不同，交换机的端口不具有 MAC 地址。
  4. 将包存入缓冲区后，接下来需要查询一下这个包的接收方 MAC 地址是否已经在 MAC 地址表中有记录了。

交换机的 MAC 地址表主要包含两个信息：

  • 一个是设备的 MAC 地址，
  • 另一个是该设备连接在交换机的哪个端口上。

举个例子，如果收到的包的接收方 MAC 地址为 00-02-B3-1C-9C-F9，则与图中表中的第 3 行匹配，根据端口列的信息，可知这个地址位于 3 号端口上，然后就可以通过交换电路将包发送到相应的端口了。

所以，交换机根据 MAC 地址表查找 MAC 地址，然后将信号发送到相应的端口。

当 MAC 地址表找不到指定的 MAC 地址会怎么样？

地址表中找不到指定的 MAC 地址。这可能是因为具有该地址的设备还没有向交换机发送过包，或者这个设备一段时间没有工作导致地址被从地址表中删除了。

这种情况下，交换机无法判断应该把包转发到哪个端口，只能将包转发到除了源端口之外的所有端口上，无论该设备连接在哪个端口上都能收到这个包。

这样做不会产生什么问题，因为以太网的设计本来就是将包发送到整个网络的，然后只有相应的接收者才接收包，而其他设备则会忽略这个包。

有人会说："这样做会发送多余的包，会不会造成网络拥塞呢？"

其实完全不用过于担心，因为发送了包之后目标设备会作出响应，只要返回了响应包，交换机就可以将它的地址写入 MAC 地址表，下次也就不需要把包发到所有端口了。

局域网中每秒可以传输上千个包，多出一两个包并无大碍。

此外，如果接收方 MAC 地址是一个广播地址，那么交换机会将包发送到除源端口之外的所有端口。

以下两个属于广播地址：

  • MAC 地址中的 FF:FF:FF:FF:FF:FF
  • IP 地址中的 255.255.255.255

出境大门 ------ 路由器

路由器与交换机的区别

网络包经过交换机之后，现在到达了路由器，并在此被转发到下一个路由器或目标设备。

这一步转发的工作原理和交换机类似，也是通过查表判断包转发的目标。

不过在具体的操作过程上，路由器和交换机是有区别的。

  • 因为路由器 是基于 IP 设计的，俗称三层网络设备，路由器的各个端口都具有 MAC 地址和 IP 地址；
  • 而交换机 是基于以太网设计的，俗称二层网络设备，交换机的端口不具有 MAC 地址。

路由器基本原理

路由器的端口具有 MAC 地址 ，因此它就能够成为以太网的发送方和接收方 ；同时还具有 IP 地址，从这个意义上来说，它和计算机的网卡是一样的。

当转发包时，首先路由器端口会接收发给自己的以太网包，然后路由表查询转发目标，再由相应的端口作为发送方将以太网包发送出去。

路由器的包接收操作

首先，电信号到达网线接口部分，路由器中的模块会将电信号转成数字信号，然后通过包末尾的 FCS 进行错误校验。

如果没问题则检查 MAC 头部中的接收方 MAC 地址，看看是不是发给自己的包，如果是就放到接收缓冲区中，否则就丢弃这个包。

总的来说，路由器的端口都具有 MAC 地址 ，只接收与自身地址匹配的包，遇到不匹配的包则直接丢弃。

查询路由表确定输出端口

完成包接收操作之后，路由器就会去掉包开头的 MAC 头部。

MAC 头部的作用就是将包送达路由器，其中的接收方 MAC 地址就是路由器端口的 MAC 地址。因此，当包到达路由器之后，MAC 头部的任务就完成了，于是 MAC 头部就会被丢弃。

接下来，路由器会根据 MAC 头部后方的 IP 头部中的内容进行包的转发操作。

转发操作分为几个阶段，首先是查询路由表判断转发目标。

互相扒皮 ------ 服务器 与 客户端

3、你知道DNS是什么？

官方解释：DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。

通俗的讲，我们更习惯于记住一个网站的名字，比如www.baidu.com,而不是记住它的ip地址，比如：167.23.10.2。

4、DNS的工作原理

将主机域名转换为ip地址，属于应用层协议，使用UDP传输。

过程：浏览器缓存，系统缓存，路由器缓存，IPS服务器缓存，根域名服务器缓存，顶级域名服务器缓存，主域名服务器缓存。

  • 主机向本地域名服务器的查询一般都是采用递归查询。
  • 本地域名服务器向根域名服务器的查询的迭代查询。
  1. 当用户输入域名时，浏览器先检查自己的缓存中是否包含这个域名映射的ip地址，有解析结束。
  2. 若没命中，则检查**操作系统缓存（如Windows的hosts）**中有没有解析过的结果，有解析结束。
  3. 若无命中，则请求本地域名服务器解析（LDNS）。
  4. 若LDNS没有命中就直接跳到根域名服务器请求解析。根域名服务器返回给LDNS一个 主域名服务器地址。
  5. 此时LDNS再发送请求给上一步返回的gTLD（ 通用顶级域）， 接受请求的gTLD查找并返回这个域名对应的Name Server的地址
  6. Name Server根据映射关系表找到目标ip，返回给LDNS

LDNS缓存这个域名和对应的ip， 把解析的结果返回给用户，用户根据TTL值缓存到本地系统缓存中，域名解析过程至此结束

5、为什么域名解析用UDP协议？

因为UDP快啊！UDP的DNS协议只要一个请求、一个应答就好了。

而使用基于TCP的DNS协议要三次握手、发送数据以及应答、四次挥手。

但是UDP协议传输内容不能超过512字节。不过客户端向DNS服务器查询域名，一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可。

6、为什么区域传送用TCP协议？

区域传输是一种机制，用于将托管区域的主 DNS 服务器的最新信息同步到辅助 DNS。

因为TCP协议可靠性好啊！

你要从主DNS上复制内容啊，你用不可靠的UDP？ 因为TCP协议传输的内容大啊，你用最大只能传512字节的UDP协议？万一同步的数据大于512字节，你怎么办？所以用TCP协议比较好！

7、HTTP长连接和短连接的区别

在HTTP/1.0中默认使用短连接。也就是说，客户端和服务器每进行一次HTTP操作，就建立一次连接，任务结束就中断连接。

而从HTTP/1.1起，默认使用长连接，用以保持连接特性。

8、什么是TCP粘包/拆包？发生的原因？

一个完整的业务可能会被TCP拆分成多个包进行发送，也有可能把多个小的包封装成一个大的数据包发送，这个就是TCP的拆包和粘包问题。

原因

1、应用程序写入数据的字节大小大于套接字发送缓冲区的大小.

2、进行MSS大小的TCP分段。( MSS=TCP报文段长度-TCP首部长度)

3、以太网的payload大于MTU进行IP分片。（ MTU指：一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小。）

解决方案

1、消息定长。

2、在包尾部增加回车或者空格符等特殊字符进行分割

3、将消息分为消息头和消息尾

4、使用其它复杂的协议，如RTMP协议等。

9、为什么服务器会缓存这一项功能?如何实现的？

原因

  • 缓解服务器压力；
  • 降低客户端获取资源的延迟：缓存通常位于内存中，读取缓存的速度更快。并且缓存服务器在地理位置上也有可能比源服务器来得近，例如浏览器缓存。

实现方法

  • 让代理服务器进行缓存；
  • 让客户端浏览器进行缓存。

10、HTTP请求方法你知道

客户端发送的 请求报文 第一行为请求行 ，包含了方法字段。

根据 HTTP 标准，HTTP 请求可以使用多种请求方法。

  • HTTP1.0 定义了三种请求方法： GET, POST 和 HEAD方法。

  • HTTP1.1 新增了六种请求方法：OPTIONS、PUT、PATCH、DELETE、TRACE 和 CONNECT 方法。

序 号 方法 描述
1 GET 请求指定的页面信息，并返回实体主体。
2 HEAD 类似于 GET 请求，只不过返回的响应中没有具体的内容，用于获取报头
3 POST 向指定资源提交数据进行处理请求（例如提交表单或者上传文件）。数据被包含在请求体中。POST 请求可能会导致新的资源的建立和/或已有资源的修改。
4 PUT 从客户端向服务器传送的数据取代指定的文档的内容。
5 DELETE 请求服务器删除指定的页面。
6 CONNECT HTTP/1.1 协议中预留给能够将连接改为管道方式的代理服务器。
7 OPTIONS 允许客户端查看服务器的性能。
8 TRACE 回显服务器收到的请求，主要用于测试或诊断。
9 PATCH 是对 PUT 方法的补充，用来对已知资源进行局部更新 。

11、GET 和 POST 的区别，你知道哪些？

  1. get是获取数据，post是修改数据

  2. get把请求的数据放在url上， 以?分割URL和传输数据，参数之间以&相连，所以get不太安全。而post把数据放在HTTP的包体内（request body 相对安全）

  3. get提交的数据最大是2k（ 限制实际上取决于浏览器）， post理论上没有限制。

    • GET产生一个TCP数据包 ，浏览器会把http header和data一并发送出去，服务器响应200(返回数据);
    • POST产生两个TCP数据包 ，浏览器先发送header，服务器响应100 continue，浏览器再发送data，服务器响应200 ok(返回数据)。

  4. GET请求会被浏览器主动缓存，而POST不会，除非手动设置。

  5. 本质区别：GET是幂等的，而POST不是幂等的

这里的幂等性：幂等性是指一次和多次请求某一个资源应该具有同样的副作用。简单来说意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

正因为它们有这样的区别，所以不应该且不能用get请求做数据的增删改这些有副作用的操作。因为get请求是幂等的，在网络不好的隧道中会尝试重试 。如果用get请求增数据，会有重复操作的风险，而这种重复操作可能会导致副作用（浏览器和操作系统并不知道你会用get请求去做增操作）。

12、一个TCP连接可以对应几个HTTP请求？

如果维持连接，一个 TCP 连接是可以发送多个 HTTP 请求的。

13、一个 TCP 连接中 HTTP 请求发送可以一起发送么（比如一起发三个请求，再三个响应一起接收）？

HTTP/1.1 存在一个问题，单个 TCP 连接在同一时刻只能处理一个请求，意思是说：两个请求的生命周期不能重叠，任意两个 HTTP 请求从开始到结束的时间在同一个 TCP 连接里不能重叠。

在 HTTP/1.1 存在 Pipelining 技术可以完成这个多个请求同时发送，但是由于浏览器默认关闭，所以可以认为这是不可行的。在 HTTP2 中由于 Multiplexing 特点的存在，多个 HTTP 请求可以在同一个 TCP 连接中并行进行。

那么在 HTTP/1.1 时代，浏览器是如何提高页面加载效率的呢？主要有下面两点：

  • 维持和服务器已经建立的 TCP 连接，在同一连接上顺序处理多个请求。
  • 和服务器建立多个 TCP 连接。

14、浏览器对同一 Host 建立 TCP 连接到的数量有没有限制？

假设我们还处在 HTTP/1.1 时代，那个时候没有多路传输，当浏览器拿到一个有几十张图片的网页该怎么办呢？肯定不能只开一个 TCP 连接顺序下载，那样用户肯定等的很难受，但是如果每个图片都开一个 TCP 连接发 HTTP 请求，那电脑或者服务器都可能受不了，要是有 1000 张图片的话总不能开 1000 个TCP 连接吧，你的电脑同意 NAT 也不一定会同意。

有。Chrome 最多允许对同一个 Host 建立六个 TCP 连接。不同的浏览器有一些区别。

如果图片都是 HTTPS 连接并且在同一个域名下，那么浏览器在 SSL 握手之后会和服务器商量能不能用 HTTP2，如果能的话就使用 Multiplexing 功能在这个连接上进行多路传输。不过也未必会所有挂在这个域名的资源都会使用一个 TCP 连接去获取，但是可以确定的是 Multiplexing 很可能会被用到。

如果发现用不了 HTTP2 呢？或者用不了 HTTPS（现实中的 HTTP2 都是在 HTTPS 上实现的，所以也就是只能使用 HTTP/1.1）。那浏览器就会在一个 HOST 上建立多个 TCP 连接，连接数量的最大限制取决于浏览器设置，这些连接会在空闲的时候被浏览器用来发送新的请求，如果所有的连接都正在发送请求呢？那其他的请求就只能等等了。

15、在浏览器中输入url地址后显示主页的过程?

  • 根据域名，进行DNS域名解析；
  • 拿到解析的IP地址，建立TCP连接；
  • 向IP地址，发送HTTP请求；
  • 服务器处理请求；
  • 返回响应结果；
  • 关闭TCP连接；
  • 浏览器解析HTML；
  • 浏览器布局渲染；

16、在浏览器地址栏输入一个URL后回车，背后会进行哪些技术步骤？

1、查浏览器缓存，看看有没有已经缓存好的，如果没有

2 、检查本机host文件，

3、调用API，Linux下Socket函数 gethostbyname

4、向DNS服务器发送DNS请求，查询本地DNS服务器，这其中用的是UDP的协议

5、如果在一个子网内采用ARP地址解析协议进行ARP查询如果不在一个子网那就需要对默认网关进行DNS查询，如果还找不到会一直向上找根DNS服务器，直到最终拿到IP地址（全球400多个根DNS服务器，由13个不同的组织管理）

6、这个时候我们就有了服务器的IP地址 以及默认的端口号了，http默认是80 https是 443 端口号，会，首先尝试http然后调用Socket建立TCP连接，

7、经过三次握手成功建立连接后，开始传送数据，如果正是http协议的话，就返回就完事了，

8、如果不是http协议，服务器会返回一个5开头的的重定向消息，告诉我们用的是https，那就是说IP没变，但是端口号从80变成443了，好了，再四次挥手，完事，

9、再来一遍，这次除了上述的端口号从80变成443之外，还会采用SSL的加密技术来保证传输数据的安全性，保证数据传输过程中不被修改或者替换之类的，

10、这次依然是三次握手，沟通好双方使用的认证算法，加密和检验算法，在此过程中也会检验对方的CA安全证书。

11、确认无误后，开始通信，然后服务器就会返回你所要访问的网址的一些数据，在此过程中会将界面进行渲染，牵涉到ajax技术之类的，直到最后我们看到色彩斑斓的网页

17、谈谈DNS解析过程，

(见前文)

18、DNS负载均衡是什么策略？

当一个网站有足够多的用户的时候，假如每次请求的资源都位于同一台机器上面，那么这台机器随时可能会崩掉。处理办法就是用DNS负载均衡技术，它的原理是在DNS服务器中为同一个主机名配置多个IP地址,在应答DNS查询时,DNS服务器对每个查询将以DNS文件中主机记录的IP地址按顺序返回不同的解析结果,将客户端的访问引导到不同的机器上去,使得不同的客户端访问不同的服务器,从而达到负载均衡的目的｡例如可以根据每台机器的负载量，该机器离用户地理位置的距离等等。

19、HTTPS和HTTP的区别

1、HTTP协议传输的数据都是未加密的，也就是明文的 ，因此使用HTTP协议传输隐私信息非常不安全， HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议，要比http协议安全。

2、https协议需要到ca申请证书 ，一般免费证书较少，因而需要一定费用。

3、http和https使用的是完全不同的连接方式，用的端口也不一样，前者是80，后者是443。

20、什么是SSL/TLS ？

SSL代表安全套接字层。它是一种用于加密和验证应用程序（如浏览器）和Web服务器之间发送的数据的协议。 身份验证 ， 加密Https的加密机制是一种共享密钥加密和公开密钥加密并用的混合加密机制。

SSL/TLS协议作用：认证用户和服务，加密数据，维护数据的完整性的应用层协议加密和解密需要两个不同的密钥，故被称为非对称加密；加密和解密都使用同一个密钥的

对称加密：优点在于加密、解密效率通常比较高 ，HTTPS 是基于非对称加密的， 公钥是公开的，

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