2025年面试之计算机网络.docx

计算机网络之面试常考
整顿一下计算机网络部分的面试常考點，参照書籍：《计算机网络》第五版 謝希仁的那本，但愿對大家有所协助
OSI，TCP/IP，五层协议的体系构造，以及各层协议
OSI分层      （7层）：物理层、数据链路层、网络层、传播层、會话层、表达层、应用层。
TCP/IP分层（4层）：网络接口层、              网际层、运送层、                            应用层。
五层协议     （5层）：物理层、数据链路层、网络层、运送层、                            应用层。

每一层的协议如下：
物理层：RJ45、CLOCK、IEEE802.3    （中继器，集线器，网关）
数据链路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC  （网桥，互换机）
网络层：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 （路由器）
传播层：TCP、UDP、SPX
會话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC
表达层：JPEG、MPEG、ASII
应用层：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

每一层的作用如下：
物理层：通過媒介传播比特,确定机械及電气规范（比特Bit）
数据链路层：将比特组装成帧和點到點的传递（帧Frame）
网络层：负责数据包從源到宿的传递和网际互连（包PackeT）
传播层：提供端到端的可靠报文传递和錯误恢复（段Segment）
會话层：建立、管理和终止會话（會话协议数据單元SPDU）
表达层：對数据進行翻译、加密和压缩（表达协议数据單元PPDU）
应用层：容許访問OSI环境的手段（应用协议数据單元APDU）

 IP地址的分类
A类地址：以0開頭，      第一种字节范围：0~127（1.0.0.0 - 126.255.255.255）；
B类地址：以10開頭，    第一种字节范围：128~191（128.0.0.0 - 191.255.255.255）；
C类地址：以110開頭，  第一种字节范围：192~223（192.0.0.0 - 223.255.255.255）；
10.0.0.0—10.255.255.255， 172.16.0.0—172.31.255.255， 192.168.0.0—192.168.255.255。（Internet上保留地址用于内部）
IP地址与子网掩码相与得到主机号

ARP是地址解析协议，简朴語言解释一下工作原理。
1：首先，每個主机都會在自已的ARP缓冲区中建立一种ARP列表，以表达IP地址和MAC地址之间的對应关系。
2：當源主机要发送数据時，首先检查ARP列表中与否有對应IP地址的目的主机的MAC地址，假如有，则直接发送数据，假如没有，就向本网段的所有主机发送ARP数据包，该数据包包括的内容有：源主机IP地址，源主机MAC地址，目的主机的IP地址。
3：當本网络的所有主机收到该ARP数据包時，首先检查数据包中的IP地址与否是自已的IP地址，假如不是，则忽视该数据包，假如是，则首先從数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中，假如已經存在，则覆盖，然後将自已的MAC地址写入ARP响应包中，告诉源主机自已是它想要找的MAC地址。
4：源主机收到ARP响应包後。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表，并运用此信息发送数据。假如源主机一直没有收到ARP响应数据包，表达ARP查询失败。
广播发送ARP祈求，單播发送ARP响应。

多种协议
ICMP协议：因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一种子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
TFTP协议：是TCP/IP协议族中的一种用来在客户机与服务器之间進行简朴文献传播的协议，提供不复杂、開销不大的文献传播服务。
HTTP协议：超文本传播协议，是一种属于应用层的面向對象的协议，由于其简捷、迅速的方式，合用于分布式超媒体信息系统。
DHCP协议：動态主机配置协议，是一种让系统得以连接到网络上，并获取所需要的配置参数手段。
NAT协议：网络地址转换属接入广域网(WAN)技术，是一种将私有（保留）地址转化為合法IP地址的转换技术，
DHCP协议：一种局域网的网络协议，使用UDP协议工作，用途：給内部网络或网络服务供应商自動分派IP地址，給顾客或者内部网络管理员作為對所有计算机作中央管理的手段。

描述：RARP
RARP是逆地址解析协议，作用是完毕硬件地址到IP地址的映射，重要用于無盘工作站，由于給無盘工作站配置的IP地址不能保留。工作流程：在网络中配置一台RARP服务器，裏面保留著IP地址和MAC地址的映射关系，當無盘工作站启動後，就封装一种RARP数据包，裏面有其MAC地址，然後广播到网络上去，當服务器收到祈求包後，就查找對应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回給祈求者。由于需要广播祈求报文，因此RARP只能用于具有广播能力的网络。

TCP三次握手和四次挥手的全過程
三次握手：
第一次握手：客户端发送syn包(syn=x)到服务器，并進入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同步自已也发送一种SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此時服务器進入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1)，此包发送完毕，客户端和服务器進入ESTABLISHED状态，完毕三次握手。
握手過程中传送的包裏不包括数据，三次握手完毕後，客户端与服务器才正式開始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方积极关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。
四次握手
与建立连接的“三次握手”类似，断開一种TCP连接则需要“四次握手”。
第一次挥手：积极关闭方发送一种FIN，用来关闭积极方到被動关闭方的数据传送，也就是积极关闭方告诉被動关闭方：我已經不 會再給你发数据了(當然，在fin包之前发送出去的数据，假如没有收到對应的ack确认报文，积极关闭方仍然會重发這些数据)，不過，此時积极关闭方還可 以接受数据。
第二次挥手：被動关闭方收到FIN包後，发送一种ACK給對方，确认序号為收到序号+1（与SYN相似，一种FIN占用一种序号）。
第三次挥手：被動关闭方发送一种FIN，用来关闭被動关闭方到积极关闭方的数据传送，也就是告诉积极关闭方，我的数据也发送完了，不會再給你发数据了。
第四次挥手：积极关闭方收到FIN後，发送一种ACK給被動关闭方，确认序号為收到序号+1，至此，完毕四次挥手。

 在浏览器中输入www.百度.com後执行的所有過程
  1、客户端浏览器通過DNS解析到www.百度.com的IP地址220.181.27.48，通過這個IP地址找到客户端到服务器的途径。客户端浏览器发起一种HTTP會话到220.161.27.48，然後通過TCP進行封装数据包，输入到网络层。
  2、在客户端的传播层，把HTTP會话祈求提成报文段，添加源和目的端口，如服务器使用80端口监听客户端的祈求，客户端由系统随机选择一种端口如5000，与服务器進行互换，服务器把對应的祈求返回給客户端的5000端口。然後使用IP层的IP地址查找目的端。
  3、客户端的网络层不用关系应用层或者传播层的東西，重要做的是通過查找路由表确定怎样抵达服务器，期间也許通過多种路由器，這些都是由路由器来完毕的工作，我不作過多的描述，無非就是通過查找路由表决定通過那個途径抵达服务器。
  4、客户端的链路层，包通過链路层发送到路由器，通過邻居协议查找給定IP地址的MAC地址，然後发送ARP祈求查找目的地址，假如得到回应後就可以使用ARP的祈求应答互换的IP数据包目前就可以传播了，然後发送IP数据包抵达服务器的地址。

TCP和UDP的区别？
TCP提供面向连接的、可靠的数据流传播，而UDP提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传播。
TCP传播單位称為TCP报文段，UDP传播單位称為顾客数据报。
TCP重视数据安全性，UDP数据传播快，由于不需要连接等待，少了許多操作，不過其安全性却一般。

TCP對应的协议和UDP對应的协议
TCP對应的协议：
（1） FTP：定义了文献传播协议，使用21端口。
（2） Telnet：一种用于遠程登陆的端口，使用23端口，顾客可以以自已的身份遠程连接到计算机上，可提供基于DOS模式下的通信服务。
（3） SMTP：邮件传送协议，用于发送邮件。服务器開放的是25号端口。
（4） POP3：它是和SMTP對应，POP3用于接受邮件。POP3协议所用的是110端口。
（5）HTTP：是從Web服务器传播超文本到當地浏览器的传送协议。
UDP對应的协议：
（1） DNS：用于域名解析服务，将域名地址转换為IP地址。DNS用的是53号端口。
（2） SNMP：简朴网络管理协议，使用161号端口，是用来管理网络设备的。由于网络设备诸多，無连接的服务就体現出其优势。
（3） TFTP(Trival File Transfer Protocal)，简朴文献传播协议，该协议在熟知端口69上使用UDP服务。

DNS域名系统，简朴描述其工作原理。
當DNS客户机需要在程序中使用名称時，它會查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息：包括：指定的DNS域名，指定的查询类型，DNS域名的指定类别。基于UDP服务，端口53. 该应用一般不直接為顾客使用，而是為其他应用服务，如HTTP，SMTP等在其中需要完毕主机名到IP地址的转换。

面向连接和非面向连接的服务的特點是什么？
面向连接的服务，通信双方在進行通信之前，要先在双方建立起一种完整的可以彼此沟通的通道，在通信過程中，整個连接的状况一直可以被实時地监控和管理。
       非面向连接的服务，不需要预先建立一种联络两個通信节點的连接，需要通信的時候，发送节點就可以往网络上发送信息，让信息自主地在网络上去传，一般在传播的過程中不再加以监控。

TCP的三次握手過程？為何會采用三次握手，若采用二次握手可以吗？
答：建立连接的過程是运用客户服务器模式，假设主机A為客户端，主机B為服务器端。
（1）TCP的三次握手過程：主机A向B发送连接祈求；主机B對收到的主机A的报文段進行确认；主机A再次對主机B确实认進行确认。
（2）采用三次握手是為了防止失效的连接祈求报文段忽然又传送到主机B，因而产生錯误。失效的连接祈求报文段是指：主机A发出的连接祈求没有收到主机B确实认，于是通過一段時间後，主机A又重新向主机B发送连接祈求，且建立成功，次序完毕数据传播。考虑這样一种特殊状况，主机A第一次发送的连接祈求并没有丢失，而是由于网络节點导致延迟到达主机B，主机B认為是主机A又发起的新连接，于是主机B同意连接，并向主机A发回确认，不過此時主机A主线不會理會，主机B就一直在等待主机A发送数据，导致主机B的资源挥霍。
（3）采用两次握手不行，原因就是上面說的实效的连接祈求的特殊状况。

端口及對应的服务？
服务
端口号
服务
端口号
FTP
21
SSH
22
telnet
23
SMTP
25
Domain(域名服务器)
53
HTTP
80
POP3
110
NTP（网络時间协议）
123
MySQL数据库服务
3306
Shell或 cmd
514
POP-2
109
SQL Server
1433

IP数据包的格式
IP数据报由首部 和数据 两部分构成。首部由固定部分和可选部分 构成。首部的固定部分有20字节。可选部分的長度变化范围為1——40字节。固定部分的字段：
TCP数据报的格式？

源端口
目的端口
序号
确认序号
数据偏移
保留
URG
ACK
PSH
RST
SYN
FIN
窗口
检查和
紧急指针
选项和填充
数据

字段名
字节（Byte）
字段名
字节（Byte）
源端口
2
目的端口
2
序号
4
确认号
4，是期望收到對方的下一种报文段的数据的第一种字节的序号
数据偏移
4bit 指出TCP报文段的数据起始处距离TCP报文段的起始有多遠
保留
6bit
紧急比特URG

确认比特ACK
只有當ACK=1時，确认号字段才有效
推送比特PSH

复位比特RST

同步比特SYN

终止比特FIN

窗口
2
检查和
2 （包括首部和数据两部分，同步還要加12字节的伪首部進行校验和计算）
选项
長度可变（范围1——40）

一种TCP报文段分為首部和数据两部分。首部由固定部分和选项部分构成，固定部分是20字节。TCP首部的最大長度為60。首部固定部分字段：

TCP的12字节伪首部：
源IP地址（4）
目的IP地址（4）
0 (1)
6(1) 代表這是TCP，IP协议中提到過
TCP長度（2）

TCP数据报的格式？
顾客数据报UDP由首部和数据部分构成。首部只有8個字节，由4個字段构成，每個字段都是两個字节。

字段名
字节
字段名
字节
源端口
2
目的端口
2
長度
2
检查和
2 （检查首部和数据，加12字节的伪首部）

UDP的12字节伪首部：
源IP地址（4）
目的IP地址（4）
0 (1)
17(1) 代表這是UDP
UDP長度（2）

以太网MAC帧格式？
前导码
前定界符
目的地址
源目的地址
長度字段
数据字段
校验字段
7B
1B
6B
6B
2B
46-1500
4B

理解互换机、路由器、网关的概念，并懂得各自的用途
1）互换机
在计算机网络系统中，互换机是针對共享工作模式的弱點而推出的。互换机拥有一条高带宽的背部總线和内部互换矩阵。互换机的所有的端口都挂接在這条背 部總线上，當控制電路收到数据包後来，处理端口會查找内存中的地址對照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪個端口上，通過内部 互换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的MAC若不存在，互换机才广播到所有的端口，接受端口回应後互换机會“學习”新的地址，并把它添加入内部地址表 中。
互换机工作于OSI参照模型的第二层，即数据链路层。互换机内部的CPU會在每個端口成功连接時，通過ARP协议學习它的MAC地址，保留成一张 ARP表。在此後的通讯中，发往该MAC地址的数据包将仅送往其對应的端口，而不是所有的端口。因此，互换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不 能划分网络层广播，即广播域。
互换机被广泛应用于二层网络互换，俗称“二层互换机”。
互换机的种类有：二层互换机、三层互换机、四层互换机、七层互换机分别工作在OSI七层模型中的第二层、第三层、第四层盒第七层，并因此而得名。
2）路由器
路由器（Router）是一种计算机网络设备，提供了路由与转送两种重要机制，可以决定数据包历来源端到目的端所通過 的路由途径（host到host之间的传播途径），這個過程称為路由；将路由器输入端的数据包移交至合适的路由器输出端(在路由器内部進行)，這称為转 送。路由工作在OSI模型的第三层——即网络层，例如网际协议。
路由器的一种作用是连通不一样的网络，另一种作用是选择信息传送的线路。 路由器与互换器的差异，路由器是属于OSI第三层的产品，互换器是OSI第二层的产品(這裏特指二层互换机)。
3）网关
网关（Gateway），网关顾名思义就是连接两個网络的设备，区别于路由器（由于历史的原因，許多有关TCP/IP 的文献曾經把网络层使用的路由器（Router）称為网关，在今天诸多局域网采用都是路由来接入网络，因此目前一般指的网关就是路由器的IP），常常在家 庭中或者小型企业网络中使用，用于连接局域网和Internet。 网关也常常指把一种协议转成另一种协议的设备，例如語音网关。
在老式TCP/IP术語中，网络设备只提成两种，一种為网关（gateway），另一种為主机（host）。网关能在网络间转递数据包，但主机不能 转送数据包。在主机（又称终端系统，end system）中，数据包需通過TCP/IP四层协议处理，不過在网关（又称中介系 统，intermediate system）只需要抵达网际层（Internet layer），决定途径之後就可以转送。在當時，网关 （gateway）与路由器（router）還没有区别。
在現代网络术語中，网关（gateway）与路由器（router）的定义不一样。网关（gateway）能在不一样协议间移動数据，而路由器（router）是在不一样网络间移動数据，相称于老式所說的IP网关（IP gateway）。
网关是连接两個网络的设备，對于語音网关来說，他可以连接PSTN网络和以太网，這就相称于VOIP，把不一样電话中的模拟信号通過网关而转换成数字信号，并且加入协议再去传播。在到了接受端的時候再通過网关還原成模拟的電话信号，最终才能在電话机上听到。
對于以太网中的网关只能转发三层以上数据包，這一點和路由是同样的。而不一样的是网关中并没有路由表，他只能按照预先设定的不一样网段来進行转发。网关最重要的一點就是端口映射，子网内顾客在外网看来只是外网的IP地址對应著不一样的端口，這样看来就會保护子网内的顾客。