计算机网络

TCP

三次握手的过程？

刚开始客户端处于closed状态，服务端处于listen状态。

第一次握手：客户端给服务器发送一个SYN握手信号，并指明客户端的初始化序列号ISN，此时客户端进入SYN-SEND状态。

第二次握手：服务端接收到SYN报文后，会给客户端回发一个SYN握手信号，并且也指定了自己的初始化序列号ISN，同时会把客户端ISN+1作为ACK的值，此时服务器处于SYN-RCVD状态。

第三次握手：客户端收到SYN报文后，回发一个服务端ISN+1作为ACK的值进行确认，此时客户端处于established状态。

服务器接收到ACK报文后，也处于established状态，此时双方就建立了连接。

三次握手的作用？

0. 确认双方的接受能力、发送能力是否正常
1. 指定自己的初始化序列号，为后面的可靠传输做准备。

ISN是固定的吗？

三次握手都一个重要功能是客户端和服务端交换ISN，以便让对方直到接下来接收数据的时候如何按序列号组装数据。

如果ISN是固定的，攻击者很容易猜出后续的确认号，因此ISN是动态生成的。

什么是半连接队列？

服务器会把未完全建立连接的请求放在一个队列里，未完全建立连接的请求就是还未完成第三次握手的请求，服务器发送完SYN-ACK包后，等待客户的确认包，等待一段时间仍未收到客户确认包则会进行重传，重传次数超过规定次数上限的请求会从半连接队列中移除。

三次握手过程中可以携带数据吗？

第三次握手可以携带数据，而第一次不行。

先说为什么第一次不行：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，第⼀次握手可以放数据的话，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。

第三次可以的原因：客户端已经直到服务器的接收和发送能力正常了，只是服务器还不知道客户端的接受能力是否正常而已。

四次挥手的过程？

刚开始双方都处于established状态，假如客户端此时发起了关闭请求：

第一次挥手：客户端发送一个FIN报文，指定一个序列号。此时客户端处于FIN_WAIT1状态

第二次挥手：服务端收到FIN之后，会回发ACK报文（ACK的值是客户端序列号+1），表明已经收到客户端报文了，此时服务端处于CLOSE_WAIT状态

第三次挥手：服务端也想断开连接了，给客户端发送一个FIN报文并制定一个序列号，此时服务端处于LAST_ACK状态

第四次挥手：客户端收到FIN之后，一样发送一个ACK报文作为应答，且把ACK回发给服务端，此时客户端处于TIME_WAIT状态，需要过一阵子（2个TTL）确保服务端收到自己的ACK报文之后才会进入CLOSED状态

服务端收到ACK报文后，就进入CLOSED状态了，如果超过一定时间没收到，则会重发FIN报文，这也就是客户端需要等待的原因。

SYN泛洪攻击是什么？如何解决？

SYN Flood顾名思义就是用洪水一样的SYN报文进行攻击。SYN报文指的是TCP协议中的Synchronize报文，是TCP三次握手过程中的首个报文。在连接超时之前，服务器会一直等待ACK报文，此时该连接状态为半开放连接（也被称为半连接）。半连接会占用服务器的连接数，当连接数被占满时，服务器就无法提供正常的服务了。黑客正是通过这个机制来实现SYN Flood。

由于攻击者通常是变源IP，不能通过限制同一IP连接请求数量来解决；提高服务能力也没有从根源上解决问题。

使用Anti-DDos系统，将其部署在网络入口处，在服务器处理SYN报文前识别出虚假源，屏蔽来自这些地址的报文，只将合法的SYN报文传递给服务器。

Anti-DDoS系统处理SYN报文主要有两种手段，源认证和首包丢弃。

源认证： Anti-DDoS系统拦截客户端发送的SYN报文，代替服务器向客户端发送SYN-ACK报文，如果客户端不应答，则认为该客户端为虚假源；如果客户端应答，则Anti-DDoS系统认为该客户端为真实源，并将其IP地址加入白名单，在一段时间允许该源发送的所有SYN报文通过，也不做代答。

首包丢弃： 如果Anti-DDoS系统代替服务器应答了所有的SYN Flood攻击报文，那么性能瓶颈仅仅是从服务器转移到了Anti-DDoS系统而已。一旦Anti-DDoS系统的系统资源耗尽，攻击依旧会透传到服务器，而且大量反弹的SYN-ACK报文也会对网络造成一定的压力。Anti-DDoS系统利用首包丢弃来解决这个问题。

TCP协议的可靠性不仅体现在三次握手，还体现在超时与重传的机制。正常情况下客户端发送SYN报文后如果在一定时间没有收到服务器的SYN-ACK应答，客户端会重新发送SYN报文。Anti-DDoS系统会丢弃掉收到的第一个SYN报文。 SYN Flood攻击时，黑客发送的绝大多数是变源的SYN报文，所有的SYN报文对于Anti-DDoS系统来说都是首包，都将被直接丢弃。如果客户端重传了SYN报文，Anti-DDoS系统再对该报文进行源认证。如此一来，大大减少了Anti-DDoS系统代答的压力。首包丢弃和源认证两种手段结合，对于防御SYN Flood（特别是不断变换源IP和源端口的虚假源攻击）非常有效。

TCP的可靠性原理

0. 传输信道无差错，保证传输数据正确

   (1) TCP的三次握手建立连接，确保传输信道是可靠的

   (2) 校验和，确保传输过程中的数据不改动

   (3) 连续ARQ协议来保证数据传输的正确性

1. 不管发送方以多快速度发送数据，接收方总是来得及处理收到的数据

   (1) 流量控制，维护发送窗口的大小

   (2) 拥塞避免，慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复

常用的基于TCP和UDP的协议

TCP： HTTP、HTTPS、FTP、TELNET、SMTP

UDP： TFTP、DNS、DHCP、TFTP、SNMP、RIP

要求性能的交互性应用，使用UDP

要求可靠性的信息传输，使用TCP

TCP如何保证可靠传输？

0. 有序性： 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

1. 传输正确性： 校验和是一个端到端的校验机制，由发送端计算，然后由接收端验证。其目的是为了发现TCP首部和数据在发送端到接收端之间发生的任何改动。如果接收方检测到校验和有差错，则TCP段会被直接丢弃。

2. 重复性： TCP接收端会丢弃重复的数据

3. 避免丢包：

   • 流量控制：TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP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，能提示发送方降低发送的速率，防止丢包。

   • 拥塞控制：当网络拥塞时，减少数据的发送。TCP发送方维持一个拥塞窗口的状态变量，大小取决于网络的拥塞程度，并且动态变化。TCP的拥塞控制采用了四种算法，慢开始、拥塞避免、快重传、快恢复。

     慢开始： 拥塞窗口由小到大试探，每一个传播轮次拥塞窗口加倍。

     拥塞避免： 拥塞窗口缓慢增大，每经过一个往返时间（RTT）就把发送的窗口加一。

     快重传与快恢复： 快速恢复丢失的数据包，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，就不会因为重传时要求的暂停被耽误传输。

4. 收到后确认机制： ARQ协议，分为停止等待（发完一个分组就停下来等待对方确认，否则重传。效率比较低）、连续ARQ协议（维持一个发送窗口，凡位于发送窗口内的分组可以连续发送出去，而不需要等待对方确认，接受方采用累积确认。信道利用率高）

说一说TCP和UDP的区别？

TCP面向连接，UDP是无传输的

TCP端到端通信，UDP支持一对一、一对多、多对多的通信

TCP提供可靠的传输服务，UDP是尽最大努力交付，不保证可靠性

TCP面向字节流，UDP是面向报文的

HTTP

POST和GET的区别有哪些

GET用于获取资源，POST用于传输实体。

参数：GET的参数出现在URL中（URL只支持ASCII码，因此存在中文时需要先进行编码）；POST的参数存储在实体主体中。

安全性：GET方法不会改变服务器状态，是安全的；POST方法可能会改变服务器的状态，因此是不安全的。

幂等性：GET是幂等性的，POST等不安全方法是非幂等性的。

可缓存：GET方法本身是可缓存的，POST方法在多数情况下不可缓存。

（但要实现缓存功能，还需要响应报文的状态码是可缓存的，且响应报文的Cache-Control首部字段没有指定不进行缓存）

HTTP 1.0/1.1/2.0的区别

http 1.0：默认短连接，可以开启长连接

宏观

在浏览器上输入url地址到显示主页的过程都发生了什么？

0. DNS解析
1. TCP连接
2. 发送HTTP请求
3. 服务器处理请求并返回HTTP报文
4. 浏览器解析浏览页面
5. 连接断开