前言

计算机网络知识本身是庞大而高深，近期整理了一些必备的计算机网络知识，也算是自己的计算机知识体系，分享给大家一起来学习。如有问题，欢迎指正。

1. HTTP协议的理解

HTTP超文本传输协议：是一种基于TCP/IP应用层的通信协议，规定了浏览器和服务器之间互相通信的规则。客户端浏览器发出请求，发送数据，请求报文，服务器返回数据，响应报文。

特点：

简单快速：客户端只传送请求方式和路径，然后通过浏览器或其他方式将该请求进行发送即可。
灵活：允许客户端和浏览器传输任意类型数据对象。
无连接：每次只处理一个请求，收到客户应答后，断开连接。
无状态：任意请求之间没有依赖关系。

HTTP历史：

2. HTTP1.0和HTTP1.1区别

（1）长连接

TCP连接不可复用，每进行一次HTTP通信，都需要三步走——TCP连接、HTTP通信、断开TCP连接，这就是短连接。

当多次请求就要多次消耗TCP连接资源，当通信频率比较高时，CPU和内存的使用就会比较高。

HTTP1.1实现的优化就是一个TCP连接可以进行多次HTTP通信机制，实现长连接。

（2）管线化

管线化主要是解决队头阻塞问题（请求与请求间是串行的，只有当A请求响应回来，B请求才能发送。

在HTTP1.1中，允许将多个 HTTP 请求批量地提交给服务器。但是仍然没有解决串行相应问题。

3. 对Keep-Alive的理解

长连接使用就是keep-Alive模式，keep-Alive功能是客户端到服务器端连接持续有效，当出现对服务器后继请求时，避免了建立或者重新建立连接。

开启Keep-Alive优点：

较少的CPU和内存使用(由于同时打开的连接减少了)
允许请求和应答HTTP管线化
降低阻塞控制(TCP连接减少了)
减少了后续请求和延迟(无需再进行握手)
报告错误无需关闭TCP连接

开启Keep-Alive缺点：

长时间的TCP连接容易导致系统资源无效占用，浪费系统资源。

4. HTTP1.1和HTTP2.0的区别

（1）二进制分帧

1版本中，数据是以文本格式进行传输，解析起来效率低。 2版本中，将消息划分为更小的消息和帧，然后在采取二进制格式编码，更加高效解析。

（2）头部压缩

2版本中，客户端和服务器分别会维护一份相同的静态字典，字典存储头部名称和值，同时还会同时维护一份相同的动态字典，动态字典可以实时更新。

这样以来，第一次通信后，后面的请求只需要发送前面请求头部不同的地方，其他的头部信息可以从字典中获取，节省网络开销。

（3）服务端推送

1版本中，当请求A资源发现需要资源B,需要在消耗一个请求去请求B。

2版本中，允许服务器主动向客户端push资源，当服务器发现客户端请求A资源时，却忘了请求A资源依赖的B资源时，会主动将B资源推送给客户端。

（4）多路复用

解决队头阻塞问题，一次连接建立后，只要这个连接还在，那么客户端就可以在一个连接中批量发起多个请求。同时请求与请求间不阻塞。

5. HTTP3.0聊一聊

基于UDP 封装一层QUIC 协议进行实现，集成TLS加密功能，快速握手，多路复用，彻底解决了TCP阻塞问题。 68747470733a2f2f63646e2e6e6c61726b2e636f6d2f79757175652f302f323032302f776562702f313530303630342f313630343036383234363237362d39623066353533642d336336652d343361332d383138352d3835363566396661316662342e77656270.webp

6. HTTP和HTTPS的区别

HTTP信息是明文传输，HTTPS则是具有安全性的SSL/TLS加密传输。
HTTPS协议需要申请CA证书，免费的证书比较少，因此需要一定的费用。
HTTP端口是80，HTTPS端口是443。
HTTPS相比HTTP握手阶段比较费时，会使页面加载时间延长50%。
HTTPS缓存不如HTTP高效，会增加数据开销。

7. SSL/TLS的理解

HTTPS经由HTTP进行通信，利用SSL/TLS来加密数据包，相比于HTTP更加安全。

TLS/SSL全称安全传输层协议（Transport Layer Security），是介于TCP和HTTP之间的一层安全协议，不影响原有的TCP协议和HTTP协议，所以使用HTTP基本上不需要对HTTP页面进行太多改造。

主要职责：对发起的HTTP请求数据进行加密操作和对接收HTTP内容进行解密操作。

8. 对称加密和非对称加密

对称加密：一个key负责加密和解密

非对称加密：一对kye，A加密之后，只能用B来解密

9. HTTPS 协议解析流程

客户端在使用 HTTPS 方式与 Web 服务器通信时主要包括三个步骤：证书验证、非对称加密、对称加密。

证书验证：

1、客户端请求网址

2、服务端在第三方机构申请证书，证书包含（key/pubKey），传递给客户端

非对称加密：

3、客户端验证证书合法性 ，取出公钥生成随机数并且加密，传递服务端

4、服务端用私钥随机数进项解密

对称加密：

5、客户端，服务器端都有了随机数，以后的对话过程都使用这个秘钥来加密信息，对称加密进行传输。

10. HTTPS一定安全吗

Https不是绝对的安全，是现在构架下最流行的解决方案，它大幅增加了中间人攻击的成本。 网络安全防御的目的是提高攻击成本，并不能做到滴水不漏。就算你的网站主动防御武装到牙齿，外部因素都会影响到你网站的安全，只是实施攻击需要更高的成本，如果收益不远超成本，攻击者一般不会实施。

可能存在的隐患：

在某些国家可以控制CA 根证书的情况下，中间人攻击一样可行。中间人攻击常发生在公共WIFE或路由上。
证书有问题，但用户继续访问或设置授信，也会发生“中间人”攻击可能性。
在本地随机数( 秘钥) 安全方面，HTTPS也无能为力，只能借助杀毒软件、漏洞升级等来防护。
同时，在黑客攻击、拒绝服务攻击、服务器劫持等方面，HTTPS几乎起不到作用。

11. HTTP常见请求头

Resquest Headers

Accept 浏览器可接受的数据格式
Accept-Encoding 浏览器可接受的压缩算法，如gzip
Accept-Language 浏览器可接受的语言，如zh-CN
Connection:keep-alive 一次TCP连接重复使用
Cookies 每次请求都会带着
Host 请求的域名
User-Agent (UA) 浏览器信息
Content-type 发送数据的格式，如application/json

Response Headers

Content-type 返回数据的格式，如：application/json
Content-length 返回数据的大小，多少字节
Content-Encoding 返回数据的压缩算法，如gzip
set-Cookies

12. 缓存相关的请求头

Resquest Headers

If-Modified-Since
If-None-Match

Response Headers

Last-Modified
Etag

13. HTTP状态码

由三个数字组成，第一个数字定义了响应类别。

1：临时响应 2：成功响应 3：跳转响应 4：客户端错误 5：服务器错误

200：请求成功，客户端的请求已被服务器处理完毕
301：重定向，永久性跳转，表示请求的资源已被分配新的URL
302：重定向，临时性跳转，表示请求的资源临时被分配新的URL
304：请求的资源未被修改，浏览器将会读取缓存。
403：请求的页面被禁止访问。
404：请求的资源没有找到。
500：请求资源找到了，但服务器内部出现了错误。
500 内部错误、502 网关错误、504 网关超时

14. 产生304状态码的原因及影响

状态码304不认为是一种错误，而是客户端有缓存情况下服务端的一种响应。

原因：页面长时间不更新或者纯静态页面。

影响：主要是对seo的影响，收录减少，权重下降。

15. TCP与UDP的辨析

TCP协议下，连接需要建立三次握手，四次挥手，TCP别成为面向连接的可靠传输。UDP没有这些，相比较比较随意，无连接的不可靠传输，UOD适用于络电话、视频会议、在线直播。而像文件传输这样对可靠性和稳定性要求比较高适用于TCP。

	UDP	TCP
是否连接	无连接	面向连接
是否可靠	不可靠传输，不使用流量控制和拥塞控制	可靠传输（数据顺序和正确性），使用流量控制和拥塞控制
连接对象个数	支持一对一，一对多，多对一和多对多交互通信	只能是一对一通信
传输方式	面向报文	面向字节流
首部开销	首部开销小，仅8字节	首部最小20字节，最大60字节
适用场景	适用于实时应用，例如视频会议、直播	适用于要求可靠传输的应用，例如文件传输

16. HTTP请求方法

GET：获取数据，参数在query 中
POST：提交数据，参数在body中
PUT:与POST请求类似，指向的具体资源，可以理解为put为更新数据，post为创建数据
DELETE：删除指定资源
HEAD：只请求页面的头部，不请求页面内容，允许我们单纯获取服务器响应头
OPTIONS：询问支持的请求方法，用来跨域请求

17. GET/POST的区别

GET和POST都是http请求方法。

GET主要是用户获取数据，POST主要是用户来提交数据
安全性，GET参数是暴露在url中，相对来说不是特别安全，POST参数是放在请求体中，较为安全
GET传递的数据大小有限制，一般是4k，而POST没有限制
是否缓存：浏览器一般会对get请求缓存，很少对post缓存
参数类型：post的参数传支持更多的数据类型
GET请求报文请求方法为GET，POST请求报文方法为POST

18. Get方法URL限制原因

HTTP协议规范并没有对get方法请求的url长度进行限制，这个限制是特定的浏览器和服务器对它的限制。

不同浏览器，服务器对url长度是不同的，其中ie限制运行的字符最小，ie规定get方法url长度不超过2083字符，也就是说，在2083这个范围下，所有的浏览器和服务都可能正常工作。

19. 输入UTL到页面展示全过程

大概分为三个步骤：网络请求、解析渲染、断开连接。

1、网络请求

DNS解析：将域名解析为IP地址
客户端与服务器建立TCP连接：三次握手
客户端发送请求
服务器处理请求，得到HTML源代码。(遇到静态资源css/js/视频/图片会继续请求）

2、解析页面

浏览器解析并渲染页面，浏览器根据 HTML 文件构建 DOM 树
根据CSS文件构建CSSDOM树（style tree）
两者结合，形成 Render Tree
将Render Tree 渲染到界面

3、断开连接，四次挥手

20. TCP的三次握手和四次挥手

三次握手

浏览器发出请求，请求报文为：SYN=1,ACK=0,seq=x(记录序号)
服务器进行确认，报文内容为：SYN=1,ACK=1,seq=y(自己的初始化序号),确认号ack=x+1
浏览器再一次进行确认，ACK=1，seq=x+1,ack=y+1

TCP为什么一定要握手三次？

因为这样更加保险，安全，稳定，通过三次握手，浏览器和服务器端都经历请求和响应，确保双方都具有发送和响应的能力。

四次挥手

浏览器数据发送完毕，请求释放链接。发送FIN =1,seq=x。
服务器确认，回复ACK=1，确认码ack=x+1，自己的序列号seq=y。
浏览器觉得是时候该结束了，抛出FIN=1，确认标识 ACK=1、确认码 ack=x+1，以及自己的新序列号 seq=z。
服务器抛出ACK=1 的报文。当然啦，一起过去的还有确认码 ack=z+1，确认标识 ACK=1，以及自己的新序列号 seq=x+1。

TCP为什么一定要握手三次？

因为这样更加保险，安全，稳定，通过三次握手，浏览器和服务器端都经历请求和响应，确保双方都具有发送和响应的能力。

21. OSI七层网络模型详解

计算机网络为什么要分层？

不同层实现不同的功能，识别目标计算机、确定目标计算机的状态、数据错误勘测等，保证计算机与计算机之间数据通路顺畅。

谐音记忆：答应表哥会传输网络数路物流人员。

应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

（1）应用层：

最靠近用户的一层，为计算机提供应用接口，为用户提供各种服务。我们常见的网络服务协议有：HTTP、HTTPS、FTP、POP3、SMTP等

HTTP：超文本传输协议，常用于客户端与服务器的数据请求
FTP：文件传输协议，常见的就是一些资源网站，，例如：百度网盘、迅雷
SMTP：简单邮件传输协议用户邮箱验证码登录的功能时，会用到这个协议

（2）表示层

为应用层提供数据编码和转化功能

在项目开发中，为了方便数据传输，可以使用base64对数据进行编解码，

按功能来划分，base64应该是工作在表示层。

（1）会话层

负责建立、管理、终止表示层之间的通信会话，该层的通信由不同设备中应用程序之间服务请求和响应组成。

（2）传输层

为上层协议提供端到端的可靠透明的数据传输，包括处理差错控制和流量控制等问题。该TCP,UDP就在这一层。

（3）网络层

通过IP寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。

网络层规定了数据包的传输路线，而传输层则规定了数据包的传输方式。这一层就是我们经常说的IP协议层。IP协议是Internet的基础。

（4）数据链路层

将比特组成字节，再将字节组合成帧，使用链路层地址来访问介质，并进行差错检测。

网络层是规划了数据包的传输路线，而数据链路层就是传输路线。不过，在数据链路层上还增加了差错控制的功能。

（5）物理层

实际最终信号传输是通过物理层实现的，通过物理介质传输比特流。规定了电平、速度和电缆针脚。常用设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。这些都是物理层的传输介质。

通信特点：对等通信

源端OSI模型的每一层与目的端的对等层进行通信，在每一层通信过程中，使用本层自己协议进行通信。

22. TCP/IP四层网络模型

相比OSI模型，TCP/IP模型更加简单，它把应用层、表示层、会话层，整合在了应用层。我们在日常开发也是使用TCP/IP来进行网络理解的。

每一层服务不同，对应的协议也不同：

23. 域名与域名解析系统

域名：

域名是由.字母和数字组成
点分割不同的域
域名可以分为顶级域、二级域、三级域

顶级域名：

国家：cn、us、uk、ca
通用：com、net、gov、org

二级域名：

aliyun
baidu
google

域名解析系统：

将域名解析为ip地址，比如在URL中输入www.baidu.com 的 IP 地址，对应查找出对应的域名。

根域名服务器：最高层次服务器，每个国家自行维护，知道所有顶级服务器ip地址和域名
顶级域名服务器：不同国家地区维护，解决顶级域名解析
本地域名服务器：一些机构公司去维护

24. DNS 服务器解析域名的过程

检查浏览器的缓存中否有这个域名对应的ip地址
如果没有，检查本地DNS本地服务器是否缓存过ip地址
本地域名服务器向根域名解析服务器发起域名解析，根域名服务器返回顶级域名解析服务器地址
本地服务器向顶级域名服务器查询，顶级域名查询服务器返回本地域名服务器
本地服务器向本地域名服务器发送请求，域名服务器返回对应的结果
本地服务器将返回结果保存在缓存中，并将返回结果返回给浏览器

首先访问根域名服务器—>顶级域名服务器——>本地域名服务器，从而拿到域名，一个迭代的过程。

25. 什么是WebSocket

WebSocket是H5新增网络通信协议，他和HTTP属于交集。它最大的特点是：允许服务器主动推送数据给客户端。

服务器端，借助ws创建服务：


Const { WebSocketServer } = require ('ws');
Const wsServer = new WebSocket({port:3000})

wsServer.on('connection',ws=>{
  console.log('connected')
  ws.on('message',msg=>{
  console.log('收到了信息',msg.toString())
  // 服务器向客户端发送消息
  setTimeout(()=>{
    ws.send('服务器已经收到了信息：'+msg.toString())
    },2000 
  })
})

客户端：

// 首先new一个websocket对象，通过ws协议连接上服务端
Const ws =new WebSocket('ws://127.0.0.1:3000')

// 客户端与服务端建立连接后触发
Ws.onopen=()=>{
   console.log('Connection open');
   ws.send('hello');
}

// 服务端给客户端发来消息时候触发
ws.onmessage = function(res) {
    console.log(res);       // 打印的是MessageEvent对象
    console.log(res.data);  // 打印的是收到的消息
};

// 在客户端与服务端关闭连接后触发
ws.onclose = function(evt) {
  console.log('Connection closed');
};

WebSocket 连接过程：

先发起一个http请求
成功之后再升级到WebSocket协议，在通信，与 HTTP 协议有着良好的兼容性。

26. WebSocket和HTTP的区别

WebSocket是双向的，HTTP是单向的
WebSocket协议名是ws:// ,（如果加密，则为wss）
WebSocket 默认端口也是80和443
WebSocket没有跨域限制

27. Websocker、短轮询、长轮询区别

1、WebSocktet

连接一旦建立，不存在请求和响应的区别，可以相互发送数据。

请求—连接—互相交互

2 、短轮询

在特定的时间间隔内， 由浏览器对服务器发出HTTP请求。

请求—响应 —请求—响应 —请求—响应

var xhr = new XMLHttpRequest();
    setInterval(function(){
        xhr.open('GET','/user');
        xhr.onreadystatechange = function(){
        };
        xhr.send();
    },1000)

3、长轮询

客户端向服务器发送请求，服务器接到请求后hold连接，直到有新消息才返回响应信息并关闭连接。

function ajax(){
    var xhr = new XMLHttpRequest();
    xhr.open('GET','/user');
    xhr.onreadystatechange = function(){
          ajax();
    };
    xhr.send();
}

请求—保持挂起—有内容或超过时间才响应

三者比较：

从性能方面考虑，WebSocket >长轮询>短轮询。
从兼容性角度考虑，短轮询>长轮询>WebSocket

【计算机网络】前端应该知道的计算机网络知识点

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