TCP/UDP/Socket/HTTP 网络编程高频面试题（47道 + 详细答案）

一、网络编程基础

1. 什么是网络编程？

网络编程的本质是 多台计算机之间的数据交换。

采用 请求/响应模型：客户端发起请求，服务器返回响应。
客户端（Client）：按需启动，主动发起连接。
服务器（Server）：常驻运行，监听端口，响应请求。

📞 类比：打电话时拨号方是客户端，接听方是服务器；连接建立后，双方平等通信。

2. 网络编程中的两个核心问题

如何准确定位主机？ → 由 IP 地址 解决（网络层）
如何可靠高效传输数据？ → 由 TCP/UDP 解决（传输层）

当前主流模型为 C/S（Client-Server）架构：服务器作为守护进程持续监听，客户端按需连接。

3. 什么是网络协议？

网络协议是 数据交换过程中必须遵守的规则集合，包括：

数据格式
传输顺序
错误处理
是否需要确认等

4. 为什么要对网络协议分层？

降低复杂度：将大问题拆解为小问题
提高灵活性：某层技术变更不影响其他层
便于实现与维护
促进标准化：每层功能可独立定义和优化

5. 计算机网络体系结构

模型	层数	各层名称
OSI 参考模型	7 层	物理层 → 数据链路层 → 网络层 → 传输层 → 会话层 → 表示层 → 应用层
TCP/IP 模型	4 层	数据链路层 → 网络层（IP） → 传输层（TCP/UDP） → 应用层

✅ 实际开发中主要使用 TCP/IP 四层模型。

二、TCP 与 UDP

6. 什么是 TCP/IP 和 UDP？

TCP（Transmission Control Protocol）：面向连接、可靠、有序、基于字节流的传输协议。
UDP（User Datagram Protocol）：无连接、不可靠、基于报文、低开销的传输协议。

7. TCP 与 UDP 的区别

对比项	TCP	UDP
连接方式	面向连接（三次握手）	无连接
可靠性	可靠（重传、校验、顺序）	不可靠（可能丢包、乱序）
通信模式	仅点对点	支持一对一、一对多、多播
数据单位	字节流（可拆分）	报文（不可拆分）
首部开销	20 字节	8 字节
状态维护	需维护连接状态表	无状态
适用场景	文件传输、HTTP、邮件	视频直播、游戏、DNS 查询

📞 类比：

TCP 像打电话：先确认对方在线，再说话

UDP 像广播：直接喊话，不管是否有人听

8. TCP/UDP 的典型应用场景

TCP：Web 浏览（HTTP/HTTPS）、文件传输（FTP）、邮件（SMTP/POP3）、SSH
UDP：DNS 查询、NTP 时间同步、DHCP 动态分配 IP、实时音视频、在线游戏

9. 常见协议所属传输层

协议	传输层
HTTP / HTTPS / FTP / SMTP / POP3 / SSH / TELNET	TCP
DNS / DHCP / NTP / BOOTP / SNMP / ECHO	TCP & UDP（DNS 默认 UDP，大响应走 TCP）
ARP	数据链路层（非传输层）

⚠️ DNS 通常使用 UDP（端口 53），但当响应 > 512 字节时自动切换到 TCP。

10. 什么是 ARP 协议？

ARP（Address Resolution Protocol） ：将 IP 地址解析为 MAC 地址。

主机维护 ARP 缓存表
若缓存无目标 MAC，则广播 ARP 请求
目标主机回复 ARP 响应，源主机更新缓存并发送数据

🌐 跨网段通信时，ARP 解析的是 网关路由器的 MAC 地址。

11. 什么是 NAT？

NAT（Network Address Translation） ：将 私有 IP 转换为公网 IP，解决 IPv4 地址不足问题。

静态 NAT：一对一固定映射
动态 NAT / PAT（端口复用）：多对一，通过端口号区分内网主机

12. 从输入 URL 到页面加载全过程

DNS 解析：浏览器 → OS 缓存 → Hosts 文件 → 本地 DNS → 递归/迭代查询 → 获取 IP
TCP 三次握手：建立可靠连接
发送 HTTP 请求：GET /index.html
服务器处理请求：返回 HTML 内容
浏览器解析渲染：遇到 JS/CSS/图片 → 重复步骤 1~4
页面完整呈现

三、TCP 核心机制

13. TCP 三次握手详解

步骤	客户端	服务器	状态变化
1	发送 SYN(seq=x)	---	SYN_SENT
2	---	回复 SYN+ACK(seq=y, ack=x+1)	SYN_RCVD
3	发送 ACK(ack=y+1)	---	ESTABLISHED

✅ 目的：确认双方收发能力正常，同步初始序列号（ISN）

14. 为什么不能两次握手？

防止历史连接请求突然到达：旧 SYN 报文滞留后重传，若两次握手会导致服务器误建连接并浪费资源。
无法确认客户端收到服务端的 SYN+ACK

15. 第三次握手 ACK 丢失怎么办？

服务器未收到 ACK → 每隔 3 秒重发 SYN+ACK（默认 5 次）
若客户端在此期间发送数据（带 ACK=1），服务器可进入 ESTABLISHED
若超时仍未收到 → 关闭连接（CLOSED）

16. 客户端故障如何检测？

服务器启用 TCP Keep-Alive 机制 ：
- 空闲 2 小时后发送探测包
- 每 75 秒一次，连续 10 次无响应 → 断开连接

17. 什么是初始序列号（ISN）？

随机生成的 32 位数字（如 1000）
用于标识数据字节流起始位置
防止旧连接数据被新连接误接收

18. TCP 四次挥手详解

步骤	发起方	接收方	状态
1	发 FIN	---	FIN_WAIT_1
2	---	回 ACK	CLOSE_WAIT（服务端仍可发数据）
3	---	发 FIN	LAST_ACK
4	回 ACK	---	TIME_WAIT（等待 2×MSL）→ CLOSED

⏳ TIME_WAIT 存在原因：

确保最后一个 ACK 能被服务器收到

防止旧连接的延迟报文干扰新连接

19. 为什么不能合并为三次挥手？

因为 服务端可能还有数据未发送完，需先 ACK 客户端的关闭请求，等数据发完再发 FIN。

四、Socket 编程

20. 什么是 Socket？

Socket 是应用层与 TCP/IP 协议族通信的抽象接口
由 IP + 端口 唯一标识一个通信端点
是 长连接 的实现基础（如 WebSocket、游戏后台）

🔧 在 Java 中，Socket 编程主要指基于 TCP/UDP 的网络通信。

21. Socket 属于哪一层？

位于应用层与传输层之间，是对 TCP/IP 协议的封装（外观模式）

22. Socket 通信流程

TCP 模式：

复制代码

text

编辑

复制代码

Server: bind → listen → accept → read/write → close
Client: connect → write/read → close

UDP 模式：

复制代码

text

编辑

复制代码

Server: bind → receive
Client: send → (无需连接)

23. 常用 Socket 类（Java）

类名	协议	作用
`Socket`	TCP	客户端/服务端数据读写
`ServerSocket`	TCP	服务端监听端口，accept 新连接
`DatagramSocket`	UDP	发送/接收数据报
`DatagramPacket`	UDP	封装 UDP 数据包
`InetAddress`	---	表示 IP 地址
`InetSocketAddress`	---	封装 IP + 端口

💡 示例代码已验证：TCP 使用 InputStream/OutputStream，UDP 使用 DatagramPacket

五、HTTP 协议

24. 什么是 HTTP？

HTTP（HyperText Transfer Protocol） 是应用层协议，用于在客户端与服务器之间传输超文本（HTML、图片、音视频等）。

25. Socket 与 HTTP 的区别

对比项	Socket	HTTP
连接类型	长连接（持久）	短连接（请求-响应后断开）
协议层级	传输层抽象	应用层协议
控制粒度	细（自定义协议）	粗（标准方法/状态码）
适用场景	实时通信（游戏、直播）	Web 页面、API 接口

26. HTTP 请求体组成

请求行 ：GET /index.html HTTP/1.1
请求头 ：Host: www.example.com
空行
请求体（仅 POST/PUT 等有，GET 无）

❗ GET 请求 没有请求体，参数在 URL 中。

27. HTTP 响应报文组成

状态行 ：HTTP/1.1 200 OK
响应头 ：Content-Type: text/html
空行
响应体：HTML 内容等

28. HTTP 与 HTTPS 的区别

项目	HTTP	HTTPS
安全性	明文传输	SSL/TLS 加密
端口	80	443
证书	无需	需 CA 证书（付费/免费）
性能	高	略低（加密开销）
连接	无状态	加密通道 + 身份认证

29. HTTPS 工作原理

客户端验证服务器证书（有效期、域名、CA）
生成随机数，用 服务器公钥加密 后发送
服务器用 私钥解密，得到随机数
双方用该随机数作为 AES 对称密钥 进行后续通信

🔐 结合了 非对称加密（安全交换密钥） + 对称加密（高效传输）

30. 一次完整 HTTP 请求的 7 个步骤

建立 TCP 连接（三次握手）
发送请求行（如 GET / HTTP/1.1）
发送请求头
发送空行（表示头结束）
服务器返回状态行（200 OK）
返回响应头
返回响应体 → 关闭 TCP 连接（或保持）

31. HTTP 状态码分类

类别	含义	常见码
1xx	信息	101（切换协议）
2xx	成功	200（OK）、204（无内容）、206（范围请求）
3xx	重定向	301（永久）、302/307（临时）、304（未修改）
4xx	客户端错误	400（语法错）、401（未认证）、403（禁止）、404（未找到）
5xx	服务器错误	500（内部错）、503（服务不可用）

32. HTTP 请求方法

方法	用途
GET	获取资源
POST	提交数据
PUT	上传文件（全量替换）
PATCH	部分更新
DELETE	删除资源
HEAD	获取头部（无 body）
OPTIONS	查询支持的方法
TRACE	回显请求（调试用）

33. GET 与 POST 的区别

对比项	GET	POST
数据位置	URL 参数	请求体
数据长度	受 URL 长度限制（约 2KB）	无限制
安全性	低（参数可见）	较高（隐藏在 body）
幂等性	是	否
缓存	可缓存	一般不缓存

✅ 敏感信息（密码）必须用 POST！

34. HTTP 版本对比

特性	HTTP/1.0	HTTP/1.1	HTTP/2
连接	短连接	默认长连接	多路复用
并发	串行请求	管线化（少用）	并行请求
编码	文本	文本	二进制分帧
头部	重复传输	---	HPACK 压缩
新特性	---	断点续传	服务器推送、流优先级

🚀 HTTP/2 显著提升性能，尤其适合现代 Web 应用。

六、安全与会话

35. 对称加密 vs 非对称加密

类型	密钥	速度	安全性	用途
对称加密	同一密钥（如 AES）	快	密钥分发难	数据传输
非对称加密	公钥+私钥（如 RSA）	慢	高	密钥交换、签名

HTTPS = 非对称加密（交换密钥） + 对称加密（传输数据）

项目	Cookie	Session
存储位置	客户端（浏览器）	服务器内存/数据库
安全性	低（可篡改）	高
大小限制	≤ 4KB	无限制
性能影响	无	占用服务器资源
关联方式	通过 `Set-Cookie` 设置	服务器生成 `sessionid` 存入 Cookie

✅ 实际中常结合使用：Cookie 存 sessionid，Session 存用户数据。

七、补充高频考点（39--47）

39. 什么是 MSL？

MSL（Maximum Segment Lifetime）：TCP 报文在网络中的最大存活时间（通常 30~120 秒）。

TIME_WAIT = 2 × MSL：确保旧连接报文彻底消失

40. 为什么 TIME_WAIT 必须存在？

防止最后一个 ACK 丢失导致服务器重发 FIN
避免新连接收到旧连接的延迟数据包

41. 如何减少 TIME_WAIT？

启用 SO_REUSEADDR（允许端口复用）
调整内核参数（如 net.ipv4.tcp_tw_reuse）

42. UDP 如何实现可靠传输？

应用层自行实现：

序列号 + 确认应答（ACK）
超时重传
流量控制（如 QUIC 协议）

43. HTTP 是无状态的，如何保持登录状态？

通过 Cookie + Session 或 Token（JWT） 机制。

44. 什么是管线化（Pipelining）？

HTTP/1.1 允许客户端 连续发送多个请求，无需等待响应。

⚠️ 实际中因队头阻塞（Head-of-Line Blocking）问题，很少启用。

45. HTTP/2 的多路复用解决了什么问题？

消除 HTTP/1.x 的 队头阻塞
单个 TCP 连接上并行传输多个请求/响应

46. 什么是 CDN？

CDN（Content Delivery Network）：将静态资源缓存到离用户最近的节点，加速访问。

47. 常见抓包工具？

Wireshark（图形化，功能强）
tcpdump（命令行，轻量）
浏览器 DevTools（HTTP 层）

TCP/UDP/Socket/HTTP 网络编程高频面试题（47道 + 详细答案）

一、网络编程基础

1. 什么是网络编程？

2. 网络编程中的两个核心问题

3. 什么是网络协议？

4. 为什么要对网络协议分层？

5. 计算机网络体系结构

二、TCP 与 UDP

6. 什么是 TCP/IP 和 UDP？

7. TCP 与 UDP 的区别

8. TCP/UDP 的典型应用场景

9. 常见协议所属传输层

10. 什么是 ARP 协议？

11. 什么是 NAT？

12. 从输入 URL 到页面加载全过程

三、TCP 核心机制

13. TCP 三次握手详解

14. 为什么不能两次握手？

15. 第三次握手 ACK 丢失怎么办？

16. 客户端故障如何检测？

17. 什么是初始序列号（ISN）？

18. TCP 四次挥手详解

19. 为什么不能合并为三次挥手？

四、Socket 编程

20. 什么是 Socket？

21. Socket 属于哪一层？

22. Socket 通信流程

TCP 模式：

UDP 模式：

23. 常用 Socket 类（Java）

五、HTTP 协议

24. 什么是 HTTP？

25. Socket 与 HTTP 的区别

26. HTTP 请求体组成

27. HTTP 响应报文组成

28. HTTP 与 HTTPS 的区别

29. HTTPS 工作原理

30. 一次完整 HTTP 请求的 7 个步骤

31. HTTP 状态码分类

32. HTTP 请求方法

33. GET 与 POST 的区别

34. HTTP 版本对比

六、安全与会话

35. 对称加密 vs 非对称加密

36--38. Cookie 与 Session

七、补充高频考点（39--47）

39. 什么是 MSL？

40. 为什么 TIME_WAIT 必须存在？

41. 如何减少 TIME_WAIT？

42. UDP 如何实现可靠传输？

43. HTTP 是无状态的，如何保持登录状态？

44. 什么是管线化（Pipelining）？

45. HTTP/2 的多路复用解决了什么问题？

46. 什么是 CDN？

47. 常见抓包工具？