java网络编程面试常问 java计算机网络面试题

计算机网络

文章目录

• 计算机网络

• get和post的区别
• TCP和UDP
• TCP和UDP的应用层协议
• TCP是如何保证可靠传输的
• 视频聊天用的是TCP还是UDP，为什么
• 可靠的UDP协议

• UDT(UDP-based Data Transfer Protocol)
• KCP
• QUIC

• Cookie和Session的区别
• Cookie的优缺点

• cookie的优点：
• cookie的缺点：

• cookie和session的区别
• 介绍一下tcp的三次握手。
• 介绍一下tcp的四次挥手。
• 为什么需要三次握手，两次不行吗？
• 三次握手过程中可以携带数据吗？
• 第 2 次握手传回了 ACK，为什么还要传回 SYN？
• SYN攻击是什么？
• 挥手为什么需要四次？
• 2MSL等待状态？
• 四次挥手释放连接时，等待2MSL的意义?
• 为什么一定要等待2MSL？
• TCP四次挥手的异常

• 服务端发送的FIN丢了之后如何处理的
• 第二次挥手丢失了，会发生什么？
• **第四次挥手丢失了，会发生什么？**

• TCP三次握手的异常
• **如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办**
• **TCP** **滑动窗口**

• 拥塞控制

• HTTP协议

• HTTP的通信过程

• 输入url到页面显示整个过程
• OSI七层模型
• OSI四层模型，每一次具体的功能
• 网络模型的区别
• HTTP和HTTPS
• Https

• https传输/握手过程：

• HTTP的请求方式
• 对称加密和非对称加密
• 对称加密
• ARP协议
• HTTP在传输层使用什么协议
• ARP协议
• HTTP在传输层使用什么协议

get和post的区别

• get是获取数据，post是修改数据
• 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（requrest body）
• 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)。
• GET请求会被浏览器主动缓存，而POST不会，除非手动设置。
• 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）。

TCP和UDP

1、TCP面向连接（如打电话要先拨号建立连接）;UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接

2、TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达;UDP尽最大努力交付，即不保 证可靠交付

3、TCP面向字节流，实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的，应用层交给UDP多长的报文，UDP就照样发送，即一次发送一个报文。UDP没有拥塞控制，因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低（对实时应用很有用，如IP电话，实时视频会议等）

4、每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信

5、TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小，只有8个字节

6、TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

在要求数据完整性和通信实时性的场景中使用TCP，反之使用UDP

TCP和UDP的应用层协议

TCP是如何保证可靠传输的

TCP是一种面向有链接的，传输可靠的，基于字节流的传输层通信协议

1. 数据进行合理的分片和排序：TCP会按照最大传输单元对数据进行合理分块，TCP 给发送的每一个包进行编号，接收方对数据包进行排序，把有序数据传送给应用层。
2. 校验和： TCP报文头中有校验和。目的是检测数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确认收到此报文段。
3. TCP 的接收端会丢弃重复的数据。
4. 流量控制： TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP 的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据，利用滑动窗口能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。 （TCP 利用滑动窗口实现流量控制）
5. 拥塞控制： 当网络拥塞时，通过拥塞窗口，减少数据的发送。
6. ARQ 协议： 也是为了实现可靠传输的，它的基本原理就是每发完一个分组就停止发送，等待对方确认。在收到确认后再发下一个分组。
7. 超时重传： 当 TCP 发出一个报文后，过了一段时间如果不能及时收到一个确认，将重发这个报文段

视频聊天用的是TCP还是UDP，为什么

UDP，UDP是面向无连接的，实现最大交付，其速度要优于TCP，在视频聊天中即使丢几个包也不会影响什么，不会因为网络的拥塞而降低传输速度

可靠的UDP协议

UDT(UDP-based Data Transfer Protocol)

UDT的主要目的是支持高速广域网上的海量数据传输，所以除了在UDP之上实现类似TCP的协议和算法之外，UDT还对TCP的拥塞算法做了一些细节上的调整，包括Negative-ACK(NAK)、ACK to ACK(ACK2)、基于对数的动态AIMD等。不过UDT的重传效率较低，无效报文，实际效果并不理想。

KCP

KCP是一个很简单的ARQ的实现，包括选择重传和快重传等机制，对上层提供一个可靠的字节流。应用层可以使用多流复用的框架来实现对多个流的支持。另外，KCP增加了可配置启用的加密和FEC选项，FEC用的是Reed-Solomon纠删码，例如可以配置发送10%的冗余数据，来减少丢包时需要的重传，从而降低数据传输的延时。

QUIC

QUIC是Google实现的一种可靠UDP传输协议，并且已经被选择作为HTTP/3的基础。它的特点有：

• 内建安全性，集成TLS
• 连接建立过程和TLS协商过程合并，减少往返请求次数，提高连接速度
• 集成多种拥塞算法，包括最新的BBR
• 多流支持，每个流有独立的拥塞控制，避免单个流中的丢包阻塞其它所有流（Head-of-line Blocking问题），更好的支持类似HTTP/2中的乱序请求
• 连接迁移：QUIC可以通过连接ID来唯一标识一个连接，当用户在有线、无线、移动网络之间切换时，可以保持上层连接的有效性，不需要再进行重连。

另外，早期的QUIC还使用了一种基于异或的FEC算法，不过在新版本中已经去掉。

Cookie和Session的区别

Cookie 和 Session都是用来跟踪浏览器用户身份的会话方式，但是两者的应用场景不太一样。

Cookie 一般用来保存用户信息 比如①我们在 Cookie 中保存已经登录过得用户信息，下次访问网站的时候页面可以自动帮你登录的一些基本信息给填了；②一般的网站都会有保持登录也就是说下次你再访问网站的时候就不需要重新登录了，这是因为用户登录的时候我们可以存放了一个 Token 在 Cookie 中，下次登录的时候只需要根据 Token 值来查找用户即可(为了安全考虑，重新登录一般要将 Token 重写)；③登录一次网站后访问网站其他页面不需要重新登录。Session 的主要作用就是通过服务端记录用户的状态。 典型的场景是购物车，当你要添加商品到购物车的时候，系统不知道是哪个用户操作的，因为 HTTP 协议是无状态的。服务端给特定的用户创建特定的 Session 之后就可以标识这个用户并且跟踪这个用户了。

Cookie 数据保存在客户端(浏览器端)，Session 数据保存在服务器端。

Cookie 存储在客户端中，而Session存储在服务器上，相对来说 Session 安全性更高。如果使用 Cookie 的一些敏感信息不要写入 Cookie 中，最好能将 Cookie 信息加密然后使用到的时候再去服务器端解密。

Cookie的优缺点

cookie的优点：

1.极高的扩展性和可用性

2.通过良好的编程，控制保存在cookie中的session对象的大小。

3.通过加密和安全传输技术（SSL），减少cookie被破解的可能性。

4.只在cookie中存放不敏感数据，即使被盗也不会有重大损失。

5.控制cookie的生命期，使之不会永远有效。偷盗者很可能拿到一个过期的cookie。

cookie的缺点：

1.Cookie数量和长度的限制。每个domain最多只能有20条cookie，每个cookie长度不能超过4KB，否则会被截掉。

2.安全性问题。如果cookie被人拦截了，那人就可以取得所有的session信息。即使加密也与事无补，因为拦截者并不需要知道cookie的意义，他只要原样转发cookie就可以达到目的了。

3.有些状态不可能保存在客户端。例如，为了防止重复提交表单，我们需要在服务器端保存一个计数器。如果我们把这个计数器保存在客户端，那么它起不到任何作用。

cookie和session的区别

(1)cookie数据存放在客户的浏览器上，session数据放在服务器上，但是session的实现依赖于cookie

使用 Session 维护用户登录状态的过程如下：用户进行登录时，用户提交包含用户名和密码的表单，放入 HTTP 请求报文中；服务器验证该用户名和密码， 如果正确则把用户信息存储到 Redis 中，它在 Redis 中的 Key 称为 Session ID； 服务器返回的响应报文的 Set-Cookie 首部字段包含了这个 Session ID，客户端 收到响应报文之后将该 Cookie 值存入浏览器中；客户端之后对同一个服务器进 行请求时会包含该 Cookie 值，服务器收到之后提取出 Session ID，从 Redis 中 取出用户信息，继续之前的业务操作。

应该注意 Session ID 的安全性问题，不能让它被恶意攻击者轻易获取，那么 就不能产生一个容易被猜到的 Session ID 值。此外，还需要经常重新生成 Session ID。在对安全性要求极高的场景下，例如转账等操作，除了使用 Session 管理用户状态之外，还需要对用户进行重新验证，比如重新输入密码，或者使用 短信验证码等方式。(一般将session的id存储在cookie中)

(2)cookie不是很安全，别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗,如果主要考虑到安全应当使用session
(3)session会在一定时间内保存在服务器上。当访问增多，会比较占用你服务器的性能，如果主要考虑到减轻服务器性能方面，应当使用COOKIE
(4)单个 cookie 保存的数据不能超过 4K，很多浏览器都限制一个站点最多保 存 20 个 cookie。(Session对象没有对存储的数据量的限制，其中可以保存更为复杂的数据类型)

(5)所以：将登陆信息等重要信息存放为SESSION;其他信息如果需要保留，可以放在COOKIE中

介绍一下tcp的三次握手。

参考回答

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-nLdH4MXR-1682647946436)(D:/学习/JAVA/面经/面试题整理版本.assets/三次握手.png)]

1. 第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=x）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。
2. 第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
3. 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，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

介绍一下tcp的四次挥手。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-Copq2tRe-1682647946437)(D:/学习/JAVA/面经/面试题整理版本.assets/四次挥手.jpg)]

1. 客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
2. 服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
3. 客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
4. 服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
5. 客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
6. 服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

为什么需要三次握手，两次不行吗？

弄清这个问题，我们需要先弄明白三次握手的目的是什么，能不能只用两次握手来达到同样的目的。

• 第一次握手：客户端发送网络包，服务端收到了。 这样服务端就能得出结论：客户端的发送能力、服务端的接收能力是正常的。
• 第二次握手：服务端发包，客户端收到了。 这样客户端就能得出结论：服务端的接收、发送能力，客户端的接收、发送能力是正常的。不过此时服务器并不能确认客户端的接收能力是否正常。
• 第三次握手：客户端发包，服务端收到了。 这样服务端就能得出结论：客户端的接收、发送能力正常，服务器自己的发送、接收能力也正常。

因此，需要三次握手才能确认双方的接收与发送能力是否正常。

试想如果是用两次握手，则会出现下面这种情况：

如客户端发出连接请求，但因连接请求报文丢失而未收到确认，于是客户端再重传一次连接请求。后来收到了确认，建立了连接。数据传输完毕后，就释放了连接，客户端共发出了两个连接请求报文段，其中第一个丢失，第二个到达了服务端，但是第一个丢失的报文段只是在某些网络结点长时间滞留了，延误到连接释放以后的某个时间才到达服务端，此时服务端误认为客户端又发出一次新的连接请求，于是就向客户端发出确认报文段，同意建立连接，不采用三次握手，只要服务端发出确认，就建立新的连接了，此时客户端忽略服务端发来的确认，也不发送数据，则服务端一致等待客户端发送数据，浪费资源。

三次握手过程中可以携带数据吗？

其实第三次握手的时候，是可以携带数据的。但是，第一次、第二次握手不可以携带数据

为什么这样呢?大家可以想一个问题，假如第一次握手可以携带数据的话，如果有人要恶意攻击服务器，那他每次都在第一次握手中的 SYN 报文中放入大量的数据。因为攻击者根本就不理服务器的接收、发送能力是否正常，然后疯狂着重复发 SYN 报文的话，这会让服务器花费很多时间、内存空间来接收这些报文。

也就是说，第一次握手不可以放数据，其中一个简单的原因就是会让服务器更加容易受到攻击了。而对于第三次的话，此时客户端已经处于 ESTABLISHED 状态。对于客户端来说，他已经建立起连接了，并且也已经知道服务器的接收、发送能力是正常的了，所以能携带数据也没啥毛病。

第 2 次握手传回了 ACK，为什么还要传回 SYN？

传回ACK是告诉对方我已经接收到了你所发送的信号了，标明客户端到服务端的通信是正常的，SYN是为了建立并确认服务端到客户端的通信

SYN攻击是什么？

服务器端的资源分配是在二次握手时分配的，而客户端的资源是在完成三次握手时分配的，所以服务器容易受到SYN洪泛攻击。SYN攻击就是Client在短时间内伪造大量不存在的IP地址，并向Server不断地发送SYN包，Server则回复确认包，并等待Client确认，由于源地址不存在，因此Server需要不断重发直至超时，这些伪造的SYN包将长时间占用未连接队列，导致正常的SYN请求因为队列满而被丢弃，从而引起网络拥塞甚至系统瘫痪。SYN 攻击是一种典型的 DoS/DDoS 攻击。

检测 SYN 攻击非常的方便，当你在服务器上看到大量的半连接状态时，特别是源IP地址是随机的，基本上可以断定这是一次SYN攻击。在 Linux/Unix 上可以使用系统自带的 netstats 命令来检测 SYN 攻击。

挥手为什么需要四次？

第一种回答

因为当服务端收到客户端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当服务端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉客户端，“你发的FIN报文我收到了”。只有等到我服务端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四次挥手。

第二种回答

任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候，则发出连接释放通知，对方确认后就完全关闭了TCP连接。举个例子：A 和 B 打电话，通话即将结束后，A 说“我没啥要说的了”，B回答“我知道了”，但是 B 可能还会有要说的话，A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话，于是 B 可能又巴拉巴拉说了一通，最后 B 说“我说完了”，A 回答“知道了”，这样通话才算结束。

2MSL等待状态？

TIME_WAIT状态也成为2MSL等待状态。每个具体TCP实现必须选择一个报文段最大生存时间MSL（Maximum Segment Lifetime），它是任何报文段被丢弃前在网络内的最长时间。这个时间是有限的，因为TCP报文段以IP数据报在网络内传输，而IP数据报则有限制其生存时间的TTL字段。

对一个具体实现所给定的MSL值，处理的原则是：当TCP执行一个主动关闭，并发回最后一个ACK，该连接必须在TIME_WAIT状态停留的时间为2倍的MSL。这样可让TCP再次发送最后的ACK以防这个ACK丢失（另一端超时并重发最后的FIN）。

这种2MSL等待的另一个结果是这个TCP连接在2MSL等待期间，定义这个连接的插口（客户的IP地址和端口号，服务器的IP地址和端口号）不能再被使用。这个连接只能在2MSL结束后才能再被使用。

四次挥手释放连接时，等待2MSL的意义?

MSL是Maximum Segment Lifetime的英文缩写，可译为“最长报文段寿命”，它是任何报文在网络上存在的最长时间，超过这个时间报文将被丢弃。

为了保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务器。因为这个ACK有可能丢失，从而导致处在LAST-ACK状态的服务器收不到对FIN-ACK的确认报文。服务器会超时重传这个FIN-ACK，接着客户端再重传一次确认，重新启动时间等待计时器。最后客户端和服务器都能正常的关闭。假设客户端不等待2MSL，而是在发送完ACK之后直接释放关闭，一但这个ACK丢失的话，服务器就无法正常的进入关闭连接状态。

1. 保证客户端发送的最后一个ACK报文段能够到达服务端。 这个ACK报文段有可能丢失，使得处于LAST-ACK状态的B收不到对已发送的FIN+ACK报文段的确认，服务端超时重传FIN+ACK报文段，而客户端能在2MSL时间内收到这个重传的FIN+ACK报文段，接着客户端重传一次确认，重新启动2MSL计时器，最后客户端和服务端都进入到CLOSED状态，若客户端在TIME-WAIT状态不等待一段时间，而是发送完ACK报文段后立即释放连接，则无法收到服务端重传的FIN+ACK报文段，所以不会再发送一次确认报文段，则服务端无法正常进入到CLOSED状态。
2. 防止“已失效的连接请求报文段”出现在本连接中。 客户端在发送完最后一个ACK报文段后，再经过2MSL，就可以使本连接持续的时间内所产生的所有报文段都从网络中消失，使下一个新的连接中不会出现这种旧的连接为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL才能返回到CLOSE状态请求报文段。

为什么一定要等待2MSL？

对应这样一种情况，最后客户端发送的ACK = 1给服务端的过程中丢失了，服务端没收到，服务端怎么认为的？我已经发送完数据了，怎么客户端没回应我？是不是中途丢失了？然后服务端再次发起断开连接的请求，一个来回就是2MSL。

客户端给服务端发送的ACK = 1丢失，服务端等待 1MSL没收到，然后重新发送消息需要1MSL。如果再次接收到服务端的消息，则重启2MSL计时器，发送确认请求。客户端只需等待2MSL，如果没有再次收到服务端的消息，就说明服务端已经接收到自己确认消息；此时双方都关闭的连接，TCP 四次分手完毕

TCP四次挥手的异常

服务端发送的FIN丢了之后如何处理的

如果迟迟收不到这个 ACK，服务端就会重发 FIN 报文，重发次数仍然由 tcp_orphan_retries 参数控制，这与客户端重发 FIN 报文的重传次数控制方式是一样的。

当服务端端重传 FIN 报文的次数超过 tcp_orphan_retries 后，就不再发送 FIN 报文，直接进入到 close 状态。

TCP 才不傻：三次握手和四次挥手的异常处理 - 知乎 (zhihu.com)

第二次挥手丢失了，会发生什么？

当服务端收到客户端的第一次挥手后，就会先回一个 ACK 确认报文，此时服务端的连接进入到 CLOSE_WAIT 状态。

在前面我们也提了，ACK 报文是不会重传的，所以如果服务端的第二次挥手丢失了，客户端就会触发超时重传机制，重传 FIN 报文，直到收到服务端的第二次挥手，或者达到最大的重传次数。

这里提一下，当客户端收到第二次挥手，也就是收到服务端发送的 ACK 报文后，客户端就会处于 FIN_WAIT2 状态，在这个状态需要等服务端发送第三次挥手，也就是服务端的 FIN 报文。

对于 close 函数关闭的连接，由于无法再发送和接收数据，所以FIN_WAIT2 状态不可以持续太久，而 tcp_fin_timeout 控制了这个状态下连接的持续时长，默认值是 60 秒。

第四次挥手丢失了，会发生什么？

当客户端收到服务端的第三次挥手的 FIN 报文后，就会回 ACK 报文，也就是第四次挥手，此时客户端连接进入 TIME_WAIT 状态。

在 Linux 系统，TIME_WAIT 状态会持续 60 秒后才会进入关闭状态。

然后，服务端（被动关闭方）没有收到 ACK 报文前，还是处于 LAST_ACK 状态。

如果第四次挥手的 ACK 报文没有到达服务端，服务端就会重发 FIN 报文，重发次数仍然由前面介绍过的 tcp_orphan_retries 参数控制。

TCP三次握手的异常

第一次握手丢失了，会发生什么？

当客户端想和服务端建立 TCP 连接的时候，首先第一个发的就是 SYN 报文，然后进入到 SYN_SENT 状态。

在这之后，如果客户端迟迟收不到服务端的 SYN-ACK 报文（第二次握手），就会触发超时重传机制。

不同版本的操作系统可能超时时间不同，有的 1 秒的，也有 3 秒的，这个超时时间是写死在内核里的，如果想要更改则需要重新编译内核，比较麻烦。

当客户端在 1 秒后没收到服务端的 SYN-ACK 报文后，客户端就会重发 SYN 报文，那到底重发几次呢？

在 Linux 里，客户端的 SYN 报文最大重传次数由 tcp_syn_retries内核参数控制，这个参数是可以自定义的，默认值一般是 5。

通常，第一次超时重传是在 1 秒后，第二次超时重传是在 2 秒，第三次超时重传是在 4 秒后，第四次超时重传是在 8 秒后，第五次是在超时重传 16 秒后。没错，每次超时的时间是上一次的 2 倍。

当第五次超时重传后，会继续等待 32 秒，如果服务端仍然没有回应 ACK，客户端就不再发送 SYN 包，然后断开 TCP 连接。

所以，总耗时是 1+2+4+8+16+32=63 秒，大约 1 分钟左右。

第二次握手丢失了，会发生什么？

当服务端收到客户端的第一次握手后，就会回 SYN-ACK 报文给客户端，这个就是第二次握手，此时服务端会进入 SYN_RCVD 状态。

第二次握手的 SYN-ACK 报文其实有两个目的 ：

• 第二次握手里的 ACK， 是对第一次握手的确认报文；
• 第二次握手里的 SYN，是服务端发起建立 TCP 连接的报文；

所以，如果第二次握手丢了，就会发送比较有意思的事情，具体会怎么样呢？

因为第二次握手报文里是包含对客户端的第一次握手的 ACK 确认报文，所以，如果客户端迟迟没有收到第二次握手，那么客户端就觉得可能自己的 SYN 报文（第一次握手）丢失了，于是客户端就会触发超时重传机制，重传 SYN 报文。

然后，因为第二次握手中包含服务端的 SYN 报文，所以当客户端收到后，需要给服务端发送 ACK 确认报文（第三次握手），服务端才会认为该 SYN 报文被客户端收到了。

那么，如果第二次握手丢失了，服务端就收不到第三次握手，于是服务端这边会触发超时重传机制，重传 SYN-ACK 报文。

在 Linux 下，SYN-ACK 报文的最大重传次数由 tcp_synack_retries内核参数决定，默认值是 5。

因此，当第二次握手丢失了，客户端和服务端都会重传：

• 客户端会重传 SYN 报文，也就是第一次握手，最大重传次数由 tcp_syn_retries内核参数决定。；
• 服务端会重传 SYN-AKC 报文，也就是第二次握手，最大重传次数由 tcp_synack_retries 内核参数决定。

第三次握手丢失了，会发生什么？

客户端收到服务端的 SYN-ACK 报文后，就会给服务端回一个 ACK 报文，也就是第三次握手，此时客户端状态进入到 ESTABLISH 状态。

因为这个第三次握手的 ACK 是对第二次握手的 SYN 的确认报文，所以当第三次握手丢失了，如果服务端那一方迟迟收不到这个确认报文，就会触发超时重传机制，重传 SYN-ACK 报文，直到收到第三次握手，或者达到最大重传次数。

注意，ACK 报文是不会有重传的，当 ACK 丢失了，就由对方重传对应的报文。

如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办

TCP 设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等 下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为 2 小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器 就会发送一个探测报文段，以后每隔 75 秒发送一次。若一连发送 10 个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

TCP 滑动窗口

发送方和接收方各有一个窗口，接收方通过 TCP 报文段中的窗口字段告诉发送方自己的窗口大小，发送方根据这个值和其它信息设置自己的窗口大小，窗口大小就是指无需等待确认应答，而可以继续发送数据的最大值，**如果不使用滑动窗口的方式那么出现TCP 每发送一个数据，都要进行一次确认应答。上一个数据包收到了应答了， 再发送下一个，这样会导致效率低下。**窗口的实现实际上是操作系统开辟的一个缓存空间，发送方主机在等到确认应答返回之前，必须在缓冲区中保留已发送的数据。如果按期收到确认应答，此时数据就可以从缓存区清除。发送窗口内的字节都允许被发送，接收窗口内的字节都允许被接收。如果发送窗口左部的字节已经发送并且收到了确认，那么就将发送窗口向右滑动一定距离，直到左部第一个字节不是已发送并且已确认的状态；接收窗口的滑动类似， 接收窗口左部字节已经发送确认并交付主机，就向右滑动接收窗口。

接收窗口只会对窗口内最后一个按序到达的字节进行确认，例如接收窗口已 经收到的字节为 {31, 34,35}，其中 {31}按序到达，而 {34, 35} 就不是，因此 只对字节 31 进行确认。发送方得到一个字节的确认之后，就知道这个字节之前 的所有字节都已经被接收。

TCP 头里有一个字段叫 Window ，也就是窗口大小。

这个字段是接收端告诉发送端自己还有多少缓冲区可以接收数据。于是发送端就可以根据这个接收端的处理能力来发送数据，而不会导致接收端处理不过来。

所以，通常窗口的大小是由接收方的窗口大小来决定的。

发送方发送的数据大小不能超过接收方的窗口大小，否则接收方就无法正常接收到数据.

接收窗口和发送窗口的大小是相等的吗？

答：并不是完全相等，接收窗口的大小是约等于发送窗口的大小的。例如：如果读取速度快的话，那么接受窗口很快可以空缺出来。

拥塞控制

在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏。这种情况就叫拥塞。拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，这样就可以使网络中的路由器或链路不致过载。拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机，所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。相反，流量控制往往是点对点通信量的控制，是个端到端的问题。流量控制所要做到的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。

为了进行拥塞控制，TCP 发送方要维持一个 拥塞窗口(cwnd) 的状态变量。拥塞控制窗口的大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化。发送方让自己的发送窗口取为拥塞窗口和接收方的接受窗口中较小的一个。

TCP 的拥塞控制采用了四种算法，即 慢开始 、 拥塞避免 、快重传 和 快恢复。在网络层也可以使路由器采用适当的分组丢弃策略（如主动队列管理 AQM），以减少网络拥塞的发生。

• 慢开始： 慢开始算法的思路是当主机开始发送数据时，如果立即把大量数据字节注入到网络，那么可能会引起网络阻塞，因为现在还不知道网络的符合情况。经验表明，较好的方法是先探测一下，即由小到大逐渐增大发送窗口，也就是由小到大逐渐增大拥塞窗口数值。cwnd 初始值为 1，每经过一个传播轮次，cwnd 加倍。
• 拥塞避免： 拥塞避免算法的思路是让拥塞窗口 cwnd 缓慢增大，即每经过一个往返时间 RTT 就把发送放的 cwnd 加 1.
• 快重传与快恢复： 在 TCP/IP 中，快速重传和恢复（fast retransmit and recovery，FRR）是一种拥塞控制算法，它能快速恢复丢失的数据包。没有 FRR，如果数据包丢失了，TCP 将会使用定时器来要求传输暂停。在暂停的这段时间内，没有新的或复制的数据包被发送。有了 FRR，如果接收机接收到一个不按顺序的数据段，它会立即给发送机发送一个重复确认。如果发送机接收到三个重复确认，它会假定确认件指出的数据段丢失了，并立即重传这些丢失的数据段。有了 FRR，就不会因为重传时要求的暂停被耽误。 　当有单独的数据包丢失时，快速重传和恢复（FRR）能最有效地工作。当有多个数据信息包在某一段很短的时间内丢失时，它则不能很有效地工作。

HTTP协议

超文本传输协议，Http是一个无状态的协议；

http请求和http相应：请求行、请求头、请求空行、请求体

状态码：1xx，信息状态码；2xx，成功状态码；3xx，重定向状态码；4xx，客户端错误状态码；5xx，服务端错误状态码

HTTP的通信过程

1. 服务器在 80 端口等待客户的请求。
2. 浏览器发起到服务器的 TCP 连接（创建套接字 Socket）。
3. 服务器接收来自浏览器的 TCP 连接。
4. 浏览器（HTTP 客户端）与 Web 服务器（HTTP 服务器）交换 HTTP 消息。
5. 关闭 TCP 连接。

输入url到页面显示整个过程

1. 输入url地址
2. 应用层进行DNS解析
3. 应用层生成HTTP请求报文
4. 传输层建立TCP连接
5. 网络层使用IP协议来选择路线
6. 数据链路层实现网络相邻节点间可靠的数据通信
7. 物理层传输数据
8. 服务器进行请求处理，之后反向传输数据
9. 服务器返回一个 HTTP 响应
10. 浏览器渲染页面
11. 结束连接

OSI七层模型

应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

OSI四层模型，每一次具体的功能

应用层，传输层、网络层、网络接口层

应用层：为用户的应用软件提供服务，应用层中有许多协议比如HTTP（超文本传输协议）、SMTP（简单电子邮件协议）、FTP（文件传送协议）、DNS（域名）

传输层：建立、维护、管理两台计算机端到端的数据传输服务，TPC/UDP在这一层

网络层：处理网络上的流动的数据包，规定通过怎么样的路径到达对方的计算机，并把数据包传送给对方，IP在这一层，主要是就是ip寻址和路由选择

网络接口本层：兼顾数据链路层和物理层的功能，所以既是数据传输的媒介，控制了网络层和传输媒介之间的通信

在两个通信的实体之间建立数据链路连接，以及规定物理设备如何传输数据

网络模型的区别

OSI七层网络模型、TCP/IP四层网络模型、五层网络模型

可以看到，五层模型和七层模型在物理层、数据链路层、网络层、传输层都用的是相同的协议，他们是统一的。不同点只在于应用层部分。应用程序复杂多变，比如电子邮件用的是SMTP协议、WEB服务器用HTTP协议。应用程序可以根据自己的需求特点，来使用各种不同的协议。而五层模型和七层模型在应用层的理念各有优劣，也因此在不同的协议中得到实现。
前面我们说过，TCP/IP协议是互联网协议（簇）的统称，他是互联网标准通信的基础，它提供点对点的链接机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化。而OSI模型是开放式系统互联通信参考模型——笔者的理解是：OSI是一个完整的、完善的宏观模型，他包括了硬件层（物理层），当然也包含了很多上面途中没有列出的协议(比如DNS解析协议等)；而TCP/IP（参考）模型，更加侧重的是互联网通信核心（也是就是围绕TCP/IP协议展开的一系列通信协议）的分层，因此它不包括物理层，以及其他一些不想干的协议；其次，之所以说他是参考模型，是因为他本身也是OSI模型中的一部分，因此参考OSI模型对其分层。

HTTP和HTTPS

HTTP 是无状态协议，HTTPS超文本传输安全协议

1、HTTP 是超文本传输协议，信息是明文传输(从广义的讲明文就是一段未经过任何加密的数据)，HTTPS 则是具有安全性的 SSL 加密传输协议。

2、HTTP 和 HTTPS 使用的是不同的连接方式，用的端口也不一样，前者 是 80，后者是 443。

3、HTTP 的连接很简单，是无状态的。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，比 HTTP 协议安全。(无状态的意思是其数据包的发送、传输和接收都是相互独立的。无连接的意思是指通信双 方都不长久的维持对方的任何信息。)

4、HTTPS 协议需要到 CA (Certificate Authority,证书颁发机构）申请证书,一般免费证书较少，因而需要一定费用。(以前网易官网是 http，而网易邮箱 是 https )

Https

• 是以安全为目标的HTTP通道，在HTTP的基础上通过身份认证和传输加密阶段保证了传输过程的安全性。
• HTTPS 在HTTP 的基础下加入TLS（Transport Layer Security 安全传输层协议）/SSL（Secure Sockets Layer 安全套接层协议），HTTPS 的安全基础是 TLS/SSL，因此加密就需要TLS/ SSL。
• 在HTTPS数据传输的过程中，需要用TLS/SSL对数据进行加密，然后通过HTTP对加密后的密文进行传输，
• HTTP协议采用明文传输信息，存在信息窃听、信息篡改和信息劫持的风险，而协议TLS/SSL具有身份验证、信息加密和完整性校验的功能，可以避免此类问题发生。
• 默认端口从80调整为443。
  HTTPS的特点：

1. 内容加密：混合加密方式，对称加密和非对称加密，数据传输采用对称加密， 非对称加密只作用在证书验证阶段
2. 验证身份：通过证书认证客户端访问的是正确的服务器。 防止”中间人“攻击
3. 数据完整性：防止传输的数据被中间人篡改。

• 非对称加密的加解密效率是非常低的，而 http 的应用场景中通常端与端之间存在大量的交互，非对称加密的效率是无法接受的。另外：在 HTTPS 的场景中只有服务端保存了私钥，一对公私钥只能实现单向的加解密，所以 HTTPS 中内容传输加密采取的是对称加密，而不是非对称加密。

https传输/握手过程：

• 客户端发起 HTTPS 请求
• 服务端返回证书（包含公钥）
• 客户端对证书进行验证（用公钥验证签名）
• 验证通过后本地生成用于对称加密算法的随机数（密钥）
• 通过证书中的公钥对随机数进行加密发送给服务端，
• 服务端接收后通过私钥解密得到随机数，
• 之后的数据交互通过对称加密算法进行加解密。

HTTP的请求方式

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 。

对称加密和非对称加密

SSL/TLS 的核心要素是非对称加密。非对称加密采用两个密钥——一个公钥，一个私钥。在通信时，私钥仅由解密者保存，公钥由任何一个想与解密者通信的发送者（加密者）所知。可以设想一个场景，

在某个自助邮局，每个通信信道都是一个邮箱，每一个邮箱所有者都在旁边立了一个牌子，上面挂着一把钥匙：这是我的公钥，发送者请将信件放入我的邮箱，并用公钥锁好。

但是公钥只能加锁，并不能解锁。解锁只能由邮箱的所有者——因为只有他保存着私钥。

这样，通信信息就不会被其他人截获了，这依赖于私钥的保密性。

对称加密

使用 SSL/TLS 进行通信的双方需要使用非对称加密方案来通信，但是非对称加密设计了较为复杂的数学算法，在实际通信过程中，计算的代价较高，效率太低，因此，SSL/TLS 实际对消息的加密使用的是对称加密。

对称加密：通信双方共享唯一密钥 k，加解密算法已知，加密方利用密钥 k 加密，解密方利用密钥 k 解密，保密性依赖于密钥 k 的保密性。

对称加密的密钥生成代价比公私钥对的生成代价低得多，那么有的人会问了，为什么 SSL/TLS 还需要使用非对称加密呢？因为对称加密的保密性完全依赖于密钥的保密性。在双方通信之前，需要商量一个用于对称加密的密钥。我们知道网络通信的信道是不安全的，传输报文对任何人是可见的，密钥的交换肯定不能直接在网络信道中传输。因此，使用非对称加密，对对称加密的密钥进行加密，保护该密钥不在网络信道中被窃听。这样，通信双方只需要一次非对称加密，交换对称加密的密钥，在之后的信息通信中，使用绝对安全的密钥，对信息进行对称加密，即可保证传输消息的保密性。

ARP协议

ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。其作用是在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。

ARP工作在网络层

HTTP在传输层使用什么协议

加密，解密方利用密钥 k 解密，保密性依赖于密钥 k 的保密性。

对称加密的密钥生成代价比公私钥对的生成代价低得多，那么有的人会问了，为什么 SSL/TLS 还需要使用非对称加密呢？因为对称加密的保密性完全依赖于密钥的保密性。在双方通信之前，需要商量一个用于对称加密的密钥。我们知道网络通信的信道是不安全的，传输报文对任何人是可见的，密钥的交换肯定不能直接在网络信道中传输。因此，使用非对称加密，对对称加密的密钥进行加密，保护该密钥不在网络信道中被窃听。这样，通信双方只需要一次非对称加密，交换对称加密的密钥，在之后的信息通信中，使用绝对安全的密钥，对信息进行对称加密，即可保证传输消息的保密性。

ARP协议

ARP协议是“Address Resolution Protocol”（地址解析协议）的缩写。其作用是在以太网环境中，数据的传输所依懒的是MAC地址而非IP地址，而将已知IP地址转换为MAC地址的工作是由ARP协议来完成的。

ARP工作在网络层

HTTP在传输层使用什么协议

TCP