面试之计算机网络基础

TCP三次握手

　　在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接。

　　第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包(SYN=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；

　　第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

　　三次握手协议第三次握手：客户端收到服务器的SYN＋ACK包，向服务器发送确认包ACK(ACK=k+1)，此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

通过这样的三次握手，客户端与服务端建立起可靠的双工的连接，开始传送数据。

三次握手的最主要目的是保证连接是双工的，可靠更多的是通过重传机制来保证的。

但是为什么一定要进行三次握手来保证连接是双工的呢，一次不行么？两次不行么？

“三次握手”的目的是“为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端，因而产生错误”。

因特网的分层模型：

应用层: 支持网络应用 FTP、HTTP、DNS、SMTP、DHCP、 RIP 等

运输层: 主机到主机数据传输 TCP, UDP

网络层: 从源到目的地数据报的选路 ARP、IP、ICMP、OSPF、BGP等

数据链路层: 在邻近网元之间传输数据 ALOHA、CSMA或CSMA/CD、TDMA、FDMA、CDMA

物理层: “在线上”的比特 任何一种调制解调体制

应用层报文：　应用层协议分布在多个端系统上。一个端系统中的应用程序使用协议交换信息分组。我们将这种位于应用层的信息分组称为报文。

运输层报文段：运输层的分组

网络层数据报：因特网中的网络层分组

数据链路层帧：链路层分组

物理层比特：　物理层分组

TCP优缺点：

优点：

1．TCP提供以认可的方式显式地创建和终止连接。

2．TCP保证可靠的、顺序的（数据包以发送的顺序接收）以及不会重复的数据传输。

3．TCP处理流控制。

4．允许数据优先。

5．如果数据没有传送到，则TCP套接口返回一个出错状态条件。

6．TCP通过保持连续并将数据块分成更小的分片来处理大数据块。—无需程序员知道

缺点： TCP在转移数据时必须创建（并保持）一个连接。这个连接给通信进程增加了开销，让它比UDP速度要慢。

UDP优缺点：

1．UDP不要求保持一个连接。

2．UDP没有因接收方认可收到数据包（或者当数据包没有正确抵达而自动重传）而带来的开销。

3．设计UDP的目的是用于短应用和控制消息。

4．在一个数据包连接一个数据包的基础上，UDP要求的网络带宽比TCP更小。

TCP编程的服务器端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt(); 　　 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、开启监听，用函数listen()；

5、接收客户端上来的连接，用函数accept()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

7、关闭网络连接；

8、关闭监听；

TCP编程的客户端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();　　　 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();　　　 可选

4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；

5、连接服务器，用函数connect()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();

7、关闭网络连接；

UDP编程的服务器端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();　　　可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();

4、循环接收数据，用函数recvfrom();

5、关闭网络连接；

UDP编程的客户端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();　　　 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();　　可选

4、设置对方的IP地址和端口等属性;

5、发送数据，用函数sendto();

6、关闭网络连接；

目前web上的消息通讯方式主要有以下几种：

1、轮询：隔一段时间访问服务器，服务器不管有没有新消息都立刻返回。

2、长连接：页面向服务器发出请求，由服务器决定什么时候返回。（如果有新消息则立刻返回，没有的话就保持连接，直到有新消息才返回）。

3、WebSocket：类似Java Socket，由Http请求模拟实现的Socket。它实现了浏览器与服务器全双工(full-duplex)通信——允许服务器主动发送信息给客户端。