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Android面试之计算机网络基础

前言 :开始总结一份属于自己的面试资料。网上虽有,但是收藏和浏览真的不如理解和吸纳。加油、、

一、各层结构和功能,及都有哪些协议

OSI体系结构为7层,这里我们按TCP/IP体系结构讲五层来讲。

物理层 >>>数据链路层>>>网络层>>>运输层>>>应用层(表示层,会话层)



1.1、应用层

应用层任务:通过应用进程间的通信交互来完成特定的网络应用
应用层协议:应用进程间的通信交互规则
报文:应用层交互的数据单元
支持的协议有:

  • 域名系统DNS(Domain Name System)
  • 万维网HTTP协议 (HyperText Transfer Protocol)
  • 电子邮件的SMTP协议

域名系统DNS:将域名和IP地址相互映射的分布式数据库,能够方便用户快捷访问。比如github,如果你再日本访问,是访问日本的服务器,在中国访问的是中国服务器。所以说他是一个分布式的。 域名协议的作用:将域名转换为IP地址,以找到对应的主机

HTTP协议:超文本传输协议,WWW(万维网)都遵守这个协议。最初的目的是为了发布和接收HTML页面。


应用层大白话 : 这里可以理解为计算机之间的翻译过程,将数据进行二进制编码



1.2、运输层

运输层任务:提供通用的数据传输服务供两台主机进程间的通信
运输层协议:运输层数据传输服务规则
传输层有复用和分用功能;
复用:一台主机可以开启多条线程,多个应用进程可同时使用传输服务
分用:传输层接收消息,根据消息的头部信息交给正确的Socket,也就是交给相应的应用进程

支持的协议有:

  • TCP (Transmission Control Protocol)>>> 传输控制协议;面向连接,提供可靠的数据传输服务
  • UDP (User Datagram Protocol)>>> 用户数据协议;面向无连接,不保证数据传输的可靠性 (TCP和UDP的将放在后面详细讲)

运输层大白话 : 传输层将上层数据分割成诸多数据段,方便解决出错,且为每段数据封装,头部带有端口号



1.3、网络层

网络层任务:选择合适的网间路由和交换节点,实现终端节点之间的通信。
网络层协议:网络层传输规则
支持的协议:

  • IP协议 >>> 把运输层产生的报文和用户数据封装成组合数据包进行传输
  • ARP协议 >>> 地址解析协议
  • RARP协议 >>> 逆地址解析协议

网络层大白话 : 网络层将上层数据再度封装为IP数据报,报头带有IP地址,用于标识网络逻辑地址



1.4、数据链路层

数据链路层:将数据封装成数据帧,然后在各个链路上传输
丢帧:数据链路层的控制信息在接收端能够检测数据帧中有误差错,如果有误那么丢弃这帧,以免继续传输浪费资源。如果需要更正数据,那么就要采用可靠传输协议纠错。(这就说明数据链路层不仅可以检错还能纠错)


数据链路层大白话 : 数据链路层将上传数据再度封装成数据帧,其MAC头部包含一个重要的MAC地址信息。可以理解为固化在硬件里的物理地址



1.5、物理层

物理层:实现相邻计算机节点之间比特流的透明传输


物理层大白话 : 将上层数据转成电信号在网络中传输


1.6、补充点

常见硬件设备与五层模型的对应关系
应用层:计算机(其实计算机是融合OSI七层于一身的)
传输层:防火墙
网络层:路由器(严格讲和我们家里所用的家用路由器不一致,一般在机房可以见到)
数据链路层:交换机(例如家里的光猫)
物理层:网卡



二、TCP三次握手和四次挥手

TCP三次握手简单示意图:

2.1、为什么要三次握手?

客户端发送SYN(TCP/IP建立的握手信号) --> 服务端接收后发给客户端SYN/ACK 消息响应表示收到了 --> 客户端收到后向服务端发送ACK表示收到了。
SYN:表示客户端到服务端消息无误
ACK:表示服务端到客户端消息无误


举例:正常的男女朋友关系。客户端(女朋友)发送消息“我要睡了” --> 服务端(男朋友)收到消息 发送“晚安”。如果此时客户端(女朋友)就次不回了, 说明这是非正常的男女关系。如果此时客户端(女朋友)发送“安”,说明是双方关系正常,这是你值得娶回家。这就是为什么要三次握手!!!

TCP四次挥手简单示意图:

2.2、为什么要四次挥手

任何一方在没有要发送消息时,都可以发送连接释放通知。注意此时不是完全关闭TCP连接,待对方确认后进入半关闭状态,当另一方也没有消息要发送时,也发送连接释放通知,此时才完全关闭TCP连接。


举例: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。



三、TCP,UDP协议的区别

UDP:面向无连接,速率快。不可靠
TCP:在传递数据之前先建立连接,数据传输结束后还要释放资源。可靠但传输速率相对慢。
TCP的可靠性体现在:在传递数据之前建立连接,在数据传递时,通过确认、窗口、重传、拥塞机制来保证数据传输的可靠性。



四、在浏览器中输入url地址 >> 显示主页的过程

1、DNS解析,找到对应的ip地址
2、建立TCP连接
3、发送HTTP请求
4、服务器处理并返回HTTP报文
5、浏览器解析并渲染页面
6、连接结束



五、状态码概括



六、HTTP短连接和长连接

短连接:每次进行网络请求都要建立连接,和中断连接
长连接:网络请求结束后,不会立即中断连接,也不会永久保持连接,而是在设定的时间内,没有传输时会断开。

//使用长连接,会在响应头加入这行代码
Connection:keep-alive
复制代码


七、Cookie的作用是什么?和Session有什么区别

cookie和Session都是用来跟踪浏览器用户身份的会话方式,但两者用户场景不同。

  • Cookie:数据保存在客户端。一些敏感数据不要写入,且最好是加密后,拿到服务端解密
  • Session:数据保存在服务端


八、URI和URL有什么区别

URI(Uniform Resource Identifier) :是同一资源标志符,可以唯一标识一个资源
URL(Uniform Resource Location) :是同一资源定位符,可以提供该资源的路径。它是一种具体的 URI,他是URI的子类。



九、HTTP和HTTPS的区别

HTTP:超文本传输协议。URL以“http起始”,端口号默认80。传输完全明文,不做加加密,安全性较低
HTTPS:运行在SSL/TLS上的HTTP,安全性高。URL以“https起始”,端口号默认443
对称加密:密钥只有一个,加密解密为同一个密码,加密速度快。不安全: 如果中间人从通信开始就截取这个密钥,那么信息就泄漏了。
非对称加密:密钥公钥有2个,加密解密使用不同密钥。比如小明有密钥A,公钥B。把公钥B发给小红,小红用公钥B给自己的公钥C加密,发给小明。小明用自己的密钥A解密自己的公钥B得到小红的公钥C。以后小明给小红发消息用小红的公钥c加密,小红给小明发消息用小明的公钥B加密。这样就相对安全了。其实也不绝对安全: 如果中间人把公钥B一开是就截取,替换成自己的公钥,发给小红,同样能截取信息。
SSL/TLS:和非对称加密还不同,是通过浏览器或操作系统上的证书机构完成的。大致意思就是利用浏览器和证书机构的约定的公钥加密,并生成签名。等接收端接收后,用约定的公钥生成签名和接收信息签名比对,无误后,确认没有被中间人劫持过,然后解密获得信息,加密传输信息



参考文献(感谢)

计算机网络基础知识
计算机网络之数据传输过程
计算机网络篇
什么是 HTTPS 协议