面试常见问题计算机网络

计算机网络

➢OSI与TCP/IP各层的结构与功能，都有哪些协议。

TCP/IP

相似之处：

基于独立的协议族，层的功能划分相似差异：

ISO/OSI：从概念模型到协议实现；

TCP/IP :从协议实现到概念描述

层次数量差别；

➢2. TCP与UDP的区别。

●UDP（User Datagram Protocol）：不提供复杂的控制机制，利用IP提供面向无连接的

通信服务。并且他是将应用程序发来的数据在收到那一刻，立刻按照原样发送到网络上的一种机制。即使出现网络拥堵，UDP也无法进行流量控制等避免拥塞的行为。如果传输途中出现丢包，也不负责重发。甚至出现包的到达乱序时也没有纠正功能。如果需要这些细节控制，要交给采用UDP的应用程序处理。UDP将控制转移到应用程序，只提供作为传输层协议的最基本功能。

●TCP（Transmission Control Protocol）：TCP充分实现了数据传输时的各种控制功能，

可以进行丢包的重发控制、对乱序的分包进行顺序控制。此外，TCP作为一种面向有的协议，只有在确认通信对端存在时才会发送数据，从而可以控制通信流量的浪费。

●TCP通过检验和、序列号、确认应答、重发控制、连接管理以及窗口控制等机制实现可

靠性传输。

●如何加以区分使用？

TCP用于传输层有必要实现可靠性传输的情况。UDP主要用于对高速传输和实时性有较高要求的通信或广播通信。

区别：

1）TCP面向连接;UDP是无连接的，发送数据之前不需要建立连接。

2）TCP提供可靠的服务。TCP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，不保证可靠交付。

3）TCP面向字节流，实际上TCP把数据看成一串无结构的字节流；UDP是面向报文的，UDP 没有拥塞控制，网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低。

4）每一条TCP连接只能是点对点的；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首部开销8字节；

6）TCP逻辑通信信道是全双工的可靠信道，UDP则是不可靠信道

➢3. TCP报文结构。

✧IP结构

首部固定长度20字节，所有IP数据报必须具有。

可选字段，长度可变。

✓版本：占4位，值IP协议的版本，当前IP协议版本号为4（IPv4）

✓首部长度：4位，表示最大数值是15个单位（一个单位4字节），首部最大值为60字节。

✓区分服务：未被使用。

✓总长度：占16位，值首部和数据之和的长度，单位为字节，数据报最大长度65535字节，总长度不超过最大传送单元MTU（1500）

✓标识：占16位，它是一个计数器，用来产生数据报标识。

✓标志：占3位，只有前两位有意义。标志字段最低位MF（more fragment）MF=1表示“还有分片”。MF=0表示最后一个分片。标志字段中间位DF（Don’t fragment）当DF=0允许分片。

✓片偏移：12位，较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。以8字节为偏移单位。

✓生成时间：TTL，8位，数据报在网络中可通过的路由器的最大值。

✓协议：8位，指出数据报写的数据所用的协议，以便目的主机的IP层将数据上交那个处理过程。（TCP、UDP、ICMP、IGMP、OSPF）

✓首部校验和：16位，只建安数据报的首部。不采用CRC，采用简单计算方法

✓源地址、目的地址：各占4字节

✓TCP结构

✓源端口、目的端口：各占两个字节。端口是传输层与应用层的服务接口。运输层的复用和分用功能都要通过端口实现。

✓序号：4字节。本报文段所发送的数据的第一个字节的编号

✓确认号：4字节，期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节序号。

✓数据偏移：4位，表示首部长度，以4字节为计算单位。

✓保留：6位，未使用

✓URG：为1时，表明紧急指针字段有效。通知系统此报文段有紧急数据，应尽快传送（优先级高的数据）

✓ACK：为1是确认号字段有效，为0时无效.

✓PSH : 接收到的PSH=1的报文，尽快交付应用进程，不等待整个缓冲区填满。

✓RST：为1表明TCP连接中出现差错，必须释放连接，然后重新建立。

✓SYN：为1表示这是一个连接请求或连接接受报文。

✓FIN：用来释放一个连接。为1表明该报文段的发送端的数据已经发送完毕，要求释放连接。

✓窗口：2字节，用来让对方设置发送窗口的依据。

✓校验和：2字节，校验围包括首部和数据。在计算校验和时，要在TCP报文段前加12个字节的伪首部。

✓紧急指针：16位，指出本报文段中紧急数据有多少字节（放在本报文段数据的最前面）

✓选项：MSS，告诉TCP缓存所能接受的报文段的数据字段的最大长度是MSS个字节。

✓填充

➢4. TCP的三次握手与四次挥手过程，各个状态名称与含义，TIMEWAIT的作用。

TimeWait作用：

1）为了保证客户端发送的最后一个ACK报文能够到达B。

2）防止“已失效连接请求报文段”出现在本连接中。经过2MSL（最大报文段生存时间），可以使本来连接持续时间产生的所有报文段，都从网络中消失，这样就可以使下一个新的连接中不会出现就得连接请求报文。

➢5. TCP拥塞控制。

什么是拥塞？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，网络性能变坏，这种情况叫拥塞。

拥塞控制就是防止过多的数据注入网络，使网络中的路由器或链路不至过载。拥塞控制是一个全局性的过程，和流量控制不同，流量控制是点对点通信量的控制。

拥塞窗口cwnd：发送方维持一个拥塞窗口的状态变量。其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等于拥塞窗口。如果考虑接收方的接收能力，发送窗口可能小于拥塞窗口。控制拥塞窗口原则：只要网络没有出现拥塞，窗口就增大一些，只要出现拥塞，窗口就减小一些。

✧慢开始与拥塞避免

慢开始算法：刚开始发送报文是，设置cwnd=1,每收到一个新的确认，拥塞窗口加1，直到MSS。

慢开始门限状态变量ssthresh：当cwndssthresh时，