计算机网络面试题——第一篇

1. TCP建立连接的过程

三次握手

• 第一次握手：客户端发送sync包到服务器端，进入sync_send状态，等待服务器端的确认。
• 第二次握手：服务器端收到客户端的sync包，发送sync+ack包给客户端，进入sync_recv状态。
• 第三次握手：客户端收到服务器端的sync+ack包，发送这个ack包给服务器端，至此，客户端和服务器端进入established状态。

2. TCP断开连接的过程

四次挥手

• 第一次挥手：主动关闭方发送fin包到被动关闭方。
• 第二次挥手：被动关闭方收到fin包后，发送ack包给对方，确认序号为收到序号+1
• 第三次挥手：被动关闭方也发送fin包给主动关闭方，告诉对方我也不会给你发送数据了
• 第四次挥手：主动关闭方收到fin包，发送ack给对方，至此完成四次挥手。

3. 浏览器发送302跳转背后的逻辑

浏览器发送302跳转主要涉及HTTP协议中的重定向机制。具体来说，当服务器收到一个请求后，如果发现请求的资源暂时不在当前位置。而是位于另一个URL，服务器就会向浏览器发送一个302状态码，并在响应头中指定新的资源位置（即Location字段）。浏览器收到这个状态码和Location字段后，会自动向新的URL发送请求，从而实现页面跳转。
具体跳转过程如下：

1. 请求发送：用户通过浏览器向服务器发送一个HTTP请求，请求访问某个资源。
2. 服务器处理：服务器收到请求后，检查请求的资源是否在当前位置。

• 如果资源不在当前位置，但知道他暂时位于另一个URL，服务器将返回302状态码。
• 同时，在响应头中的Location字段指定新的资源位置。

3. 浏览器响应：浏览器收到服务器的302状态码，会解析Location 字段中的URL。

• 浏览器自动向这个新的URL发送请求，获取资源。
• 用户看到的效果就是浏览器地址栏中的URL从原来的地址变成了新的地址，并且页面内容也更新为新地址对应的内容。

4. HTTP协议的交互流程

1. 建立连接

• 域名解析：首先，客户端通过DNS将目标URL解析为对应的IP地址。
• TCP三次握手：在获得服务器IP之后，客户端和服务器之间通过TCP进行三次握手，以建立可靠的连接，三次握手过程包括。
  a. 客户端发送一个syn J包
  b. 服务器收到synJ包，回复syn K+ack J+1包。
  c. 客户端回复ack K+1包，至此，TCP连接建立成功。

2. 发送请求

• 构建并发送HTTP请求：客户端通过以建立的TCP连接将HTTP请求发送给服务器。

3. 接收响应

• 服务器处理请求，构建HTTP响应，并将响应发送给客户端。

4. 关闭连接：通过四次挥手，客户端和服务端之间断开连接。

5. HTTP和HTTPS的差异

1. 协议安全性

• HTTP是一种无加密的协议，数据在传输过程中以明文形式存在。
• HTTPS是HTTP的安全版本，他在HTTP的基础上增加了SSL/TLS协议。对数据进行传输加密。

2. 证书管理

• HTTP协议不需要证书
• HTTPS需要向CA机构申请证书进行加密和解密操作。

3. 端口号

• HTTP通常使用80端口
• HTTPS通常使用443端口

4. 资源消耗和兼容性方面，HTTP要更少以及兼容性更高。

6. SSL协议的交互流程

1. 客户端请求SSL连接，并将自己支持的加密规则发给网站。
2. 服务器端将自己的身份信息以证书形式发回给客户端。证书里面包含了网站地址，加密公钥、以及证书的颁发机构。
3. 获得证书后，客户要做以下工作。

• 验证证书合法性。
• 如果证书受信任，客户端会生成一串随机数的密码，并用证书提供的公钥进行加密。
• 将加密好的随机数发给服务器。

4. 服务器用自己的私钥进行解密，得到随机数，把这个随机数作为对称加密的密钥。（利用非对称加密传输对称加密的密钥）
5. 之后服务器和客户端之间就可以用随机数对各自的信息进行加密、解密。

总结：客户端请求 -> 服务端发送证书（公钥）-> 客户端验证证书，并生成随机数 -> 通过公钥加密后发送给服务端-> 服务端用私钥解密出随机数->对称加密传输数据。

7. Rest和Http之间的关系

Rest是一种软件架构风格，HTTP是一种文本传输协议。

1. 协议依赖

• Rest风格通常使用HTTP作为其通信协议。

2. 资源导向：

• Rest以资源为中心，每个资源通过URI进行定位，HTTP协议则提供了访问这些资源的机制。
• 客户端通过向服务器发送HTTP请求来操作资源，服务器通过HTTP响应来返回操作结果。

8 . 为什么Rest很轻量

1. 简单性

• Rest依赖于标准的HTTP协议，和其他复杂的架构相比，Rest不需要额外的中间件或者配置，降低了系统的复杂性。

2. 可扩展性

• Rest依赖于标准的HTTP协议和URI，因此可以轻松通过添加新的资源和操作来扩展应用的功能。

3. 松耦合

• Rest架构通过资源唯一标识符URI和HTTP协议的操作来实现资源管理，使得客户端和服务器之间松耦合。

4. 无状态性

• Rest架构风格强调无状态性，即每次请求都应包含处理请求所需的所有信息，而不依赖于之前的请求。

9. RPC和HTTP协议的区别

RPC 远程过程调用，HTTP：超文本传输协议，他们之间的区别如下：

1. 传输协议

• RPC可以基于多种协议进行通信，如TCP、UDP，也可以基于HTTP协议。
• HTTP：是一个属于应用层、用于从web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

2. 传输效率

• RPC: 通过使用自定义的TCP协议或者HTTP2协议，RPC可以减少请求报文大小，提高传输效率。特别是当时用二进制序列化协议（Protocol Buffers、Thrift等），传输效率更高。
• HTTP：如果是基于HTTP1.1的协议，请求中会包含很多无用内容，影响传输效率。而基于HTTP2.0的，请求则可以在一定程度上减少这种开销。但是传输效率仍然较低。

3. 性能消耗

• RPC:可以基于高效的二进制序列化协议进行数据传输，因此在序列化和反序列化过程中性能消耗较低。
• HTTP：通过JSON格式进行数据传输，相对二进制协议较大，从而增加了性能消耗。

4. 负载均衡和服务治理

• RPC：大部分RPC框架都自带了负载均衡策略，能够自动处理服务的调用和分配。
• HTTP：HTTP本身不提供负载均衡，需要通过Nginx等来实现。

10. 交换机和路由器的区别

1. 工作层次不同

• 最初的交换机工作在OSI模型中的数据链路层，工作原理简单。
• 路由器工作在OSI模型中的网络层。

2. 数据转发所依据的对象不同

• 交换机依靠物理MAC地址，确定转发的目的地址。
• 路由器利用IP地址，确定转发的目的地址。

3. 应用场景不同

• 交换机广泛应用于局域网中，实现局域网内的设备间数据的高速交换。
• 路由器用于连接不同网络之间的设备，如企业网络、互联网接入，能够实现跨网络的数据通信，构建大规模、复杂网络结构的关键设备。

11. Nginx常用性能调优

1. 增加同时打开文件数open_files数量
2. 处理大量静态文件的磁盘IO时，增加CPU核心数worker Processor数量，提高计算能力。
3. 如果网站流量很高，可以提升worker进程连接数worker connections。
4. 控制keep alive在10～20s之间，减少连接的时间开销。
5. 提高网络带宽。
6. 开启压缩传输数据gzip，设置压缩级别为1-2.
7. 扩展机器数量。