面试备战-网络篇

计算机网络是如何分层的

网络有两种分层模型：
一种是ISO（国际标准化组织）制定的OSI（Open System Interconnect）七层模型。
OSI是一种学术上的国际标准，理想概念，TCP/IP是事实上的国际标准，被广泛应用于现实生活中。

一种是TCP/IP的四层网络模型。
不同之前的OSI分层，现在主流的分层都是偏向于TCP/IP的四层分层，OSI参考模型的抽象能力高，概念划分清楚，但是过于复杂，不好理解。即由四层协议的层次来组成计算机网络（应用层、传输层、网络层、网络接口层）。

也有说五层模型的，它跟四层模型的区别就是：在五层模型中将网络接口层分为数据链路层和物理层。

两者的关系可以看这个图：

image.png

网络分层的功能作用

• 物理层：中继器和集线器；网卡（概括为了两器一卡）
• 数据链路层：为网络层提供可靠的数据传输，基本数据为帧；
• 网络层：对子网间的数据包进行路由选择，还可以实现拥塞控制，网络互连等功能
• 传输层：将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输以及端到端的差错控制和流量控制问题。主要用到的是TCP协议、UDP协议；网关是重要设备
• 应用层: 为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

各个分层的含义以及它们之间的关系用这张图表示：

image.png

应用层

常见协议如下：

1. SMTP：对邮件收发的一个协议，控制信件的中转方式。
2. HTTPS：具有安全性的文本传输控制协议。
3. HTTP：超文本传输协议，规定了浏览器和万维网服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送数据的协议。
4. FTP：文件传输协议，因特网中使用最广泛的文件传输协议。

传输层

对于应用层就是TCP和UDP协议-用来建立端到端的链接，这一层的数据单位是数据报

TCP三次握手：可靠连接，先建立连接（大数据包，数据要求安全）
a. 发送请求，seq = x ，同步信号SYN
b. 回请求，ack = x + 1； 双向连接，同步请求SYN seq = y
c. 最后回建立请求，ack = y +1;

为什么握手不是两次的原因

两次会造成资源浪费，当失效的请求再次到达，server以为是有效的，就建立了连接，就会造成浪费，使用三次主要是为了防止server端一直等待。

四次挥手，全双工的连接，
a. 发送FIN请求断开
b. 接受FIN ，发送ack，表示已经接受到了
c. 再次发送FIN 请求断开连接
d. 最后发送ACK，最终断开连接

为什么要四次挥手?

确保数据能够完成传输,收到FIN的时候,仅仅是代表对方没有数据发给你,你自己还没整理完数据发送给对方,所以这里还是需要你要确保自己整理好收拾好行李再发过去
UDP：不可靠连接，不需建立连接（数据不安全，小数据包）

网络层

路由的主要工作区域，用到的协议如下：

1. ARP协议-地址解析协议
   • 已知对方IP去获取对方的MAC地址，用于同一子网内的寻址
   • 应用在局域网内
2. RARP-反向地址解析协议
   • 已知对端的MAC地址，获取其IP地址 。
3. ICMP协议
   • 检查网络通路

对于网络层就是Ip\ICMP\ARP\RARP协议-用来寻址和路由选择的。这一层的数据单位是数据包。

网络接口层

包括了物理层和数据链路层

• 物理层：规定了通信设备的机械、电气的、功能的和过程的特性，用来简历和拆除物理链路连接。在一层的数据单位是比特。

• 数据链路层：在物理层之上，建立相邻接点之间的数据链路，通过差错控制提供数据帧在信道上无差错的传输。这一层的数据单位是帧。