计算机网络相关面试题

1、Http和Https的区别

  Http协议运行在TCP之上,明文传输,客户端与服务器端都无法验证对方的身份;Https是身披SSL(Secure Socket Layer)外壳的Http,运行于SSL上,SSL运行于TCP之上,是添加了加密和认证机制的HTTP。二者之间存在如下不同:

端口不同:Http与Http使用不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443;

资源消耗:和HTTP通信相比,Https通信会由于加减密处理消耗更多的CPU和内存资源;

开销:Https通信需要证书,而证书一般需要向认证机构购买;
 
Https的加密机制是一种共享密钥加密和公开密钥加密并用的混合加密机制。

2、对称加密与非对称加密

  对称密钥加密是指加密和解密使用同一个密钥的方式,这种方式存在的最大问题就是密钥发送问题,即如何安全地将密钥发给对方;而非对称加密是指使用一对非对称密钥,即公钥和私钥,公钥可以随意发布,但私钥只有自己知道。发送密文的一方使用对方的公钥进行加密处理,对方接收到加密信息后,使用自己的私钥进行解密。

  由于非对称加密的方式不需要发送用来解密的私钥,所以可以保证安全性;但是和对称加密比起来,它非常的慢,所以我们还是要用对称加密来传送消息,但对称加密所使用的密钥我们可以通过非对称加密的方式发送出去。

3、三次握手与四次挥手

 (1). 三次握手(我要和你建立链接,你真的要和我建立链接么,我真的要和你建立链接,成功):

第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。

第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

            

 (2). 四次挥手(我要和你断开链接;好的,断吧。我也要和你断开链接;好的,断吧):

第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。

第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。此时TCP链接处于半关闭状态,即客户端已经没有要发送的数据了,但服务端若发送数据,则客户端仍要接收。

第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。

第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

四次挥手的原因:由于连接的关闭控制权在应用层,所以被动关闭的一方在接收到FIN包时,TCP协议栈会直接发送一个ACK确认包,优先关闭一端的通信。然后通知应用层,由应用层决定什么时候发送FIN包。应用层可以使用系统调用函数read==0来判断对端是否关闭连接。

4、为什么TCP链接需要三次握手,两次不可以么,为什么?

  为了防止 已失效的链接请求报文突然又传送到了服务端,因而产生错误。

  客户端发出的连接请求报文并未丢失,而是在某个网络节点长时间滞留了,以致延误到链接释放以后的某个时间才到达Server。这是,Server误以为这是Client发出的一个新的链接请求,于是就向客户端发送确认数据包,同意建立链接。若不采用“三次握手”,那么只要Server发出确认数据包,新的链接就建立了。由于client此时并未发出建立链接的请求,所以其不会理睬Server的确认,也不与Server通信;而这时Server一直在等待Client的请求,这样Server就白白浪费了一定的资源。若采用“三次握手”,在这种情况下,由于Server端没有收到来自客户端的确认,则就会知道Client并没有要求建立请求,就不会建立链接。

5、TCP协议如何来保证传输的可靠性

  TCP提供一种面向连接的、可靠的字节流服务。其中,面向连接意味着两个使用TCP的应用(通常是一个客户和一个服务器)在彼此交换数据之前必须先建立一个TCP连接。在一个TCP连接中,仅有两方进行彼此通信;而字节流服务意味着两个应用程序通过TCP链接交换8bit字节构成的字节流,TCP不在字节流中插入记录标识符。

  对于可靠性,TCP通过以下方式进行保证:

数据包校验:目的是检测数据在传输过程中的任何变化,若校验出包有错,则丢弃报文段并且不给出响应,这时TCP发送数据端超时后会重发数据;

对失序数据包重排序:既然TCP报文段作为IP数据报来传输,而IP数据报的到达可能会失序,因此TCP报文段的到达也可能会失序。TCP将对失序数据进行重新排序,然后才交给应用层;

丢弃重复数据:对于重复数据,能够丢弃重复数据;

应答机制:当TCP收到发自TCP连接另一端的数据,它将发送一个确认。这个确认不是立即发送,通常将推迟几分之一秒;

超时重发:当TCP发出一个段后,它启动一个定时器,等待目的端确认收到这个报文段。如果不能及时收到一个确认,将重发这个报文段;

流量控制:TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间。TCP的接收端只允许另一端发送接收端缓冲区所能接纳的数据,这可以防止较快主机致使较慢主机的缓冲区溢出,这就是流量控制。TCP使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。

6、客户端不断进行请求链接会怎样?DDos(Distributed Denial of Service)攻击?

  服务器端会为每个请求创建一个链接,并向其发送确认报文,然后等待客户端进行确认

1)、DDos 攻击

客户端向服务端发送请求链接数据包
服务端向客户端发送确认数据包
客户端不向服务端发送确认数据包,服务器一直等待来自客户端的确认
2)、DDos 预防 ( 没有彻底根治的办法,除非不使用TCP )

限制同时打开SYN半链接的数目
缩短SYN半链接的Time out 时间
关闭不必要的服务

7、Get与POST的区别

  GET与POST是我们常用的两种HTTP Method,二者之间的区别主要包括如下五个方面:

(1). 从功能上讲,GET一般用来从服务器上获取资源,POST一般用来更新服务器上的资源;

(2). 从REST服务角度上说,GET是幂等的,即读取同一个资源,总是得到相同的数据,而POST不是幂等的,因为每次请求对资源的改变并不是相同的;进一步地,GET不会改变服务器上的资源,而POST会对服务器资源进行改变;

(3). 从请求参数形式上看,GET请求的数据会附在URL之后,即将请求数据放置在HTTP报文的 请求头 中,以?分割URL和传输数据,参数之间以&相连。特别地,如果数据是英文字母/数字,原样发送;否则,会将其编码为 application/x-www-form-urlencoded MIME 字符串(如果是空格,转换为+,如果是中文/其他字符,则直接把字符串用BASE64加密,得出如:%E4%BD%A0%E5%A5%BD,其中%XX中的XX为该符号以16进制表示的ASCII);而POST请求会把提交的数据则放置在是HTTP请求报文的 请求体 中。

(4). 就安全性而言,POST的安全性要比GET的安全性高,因为GET请求提交的数据将明文出现在URL上,而且POST请求参数则被包装到请求体中,相对更安全。

(5). 从请求的大小看,GET请求的长度受限于浏览器或服务器对URL长度的限制,允许发送的数据量比较小,而POST请求则是没有大小限制的。

1). GET请求中URL编码的意义

  我们知道,在GET请求中会对URL中非西文字符进行编码,这样做的目的就是为了 避免歧义。看下面的例子,

  针对“name1=value1&name2=value2”的例子,我们来谈一下数据从客户端到服务端的解析过程。首先,上述字符串在计算机中用ASCII吗表示为:

6E616D6531 3D 76616C756531 26 6E616D6532 3D 76616C756532
6E616D6531:name1
3D:=
76616C756531:value1
26:&
6E616D6532:name2
3D:=
76616C756532:value2

  服务端在接收到该数据后就可以遍历该字节流,一个字节一个字节的吃,当吃到3D这字节后,服务端就知道前面吃得字节表示一个key,再往后吃,如果遇到26,说明从刚才吃的3D到26子节之间的是上一个key的value,以此类推就可以解析出客户端传过来的参数。

  现在考虑这样一个问题,如果我们的参数值中就包含=或&这种特殊字符的时候该怎么办?比如,“name1=value1”,其中value1的值是“va&lu=e1”字符串,那么实际在传输过程中就会变成这样“name1=va&lu=e1”。这样,我们的本意是只有一个键值对,但是服务端却会解析成两个键值对,这样就产生了歧义。

  那么,如何解决上述问题带来的歧义呢?解决的办法就是对参数进行URL编码:例如,我们对上述会产生歧义的字符进行URL编码后结果:“name1=va%26lu%3D”,这样服务端会把紧跟在“%”后的字节当成普通的字节,就是不会把它当成各个参数或键值对的分隔符。更多关于 URL编码 的内容,请参考我的博文《使用 URLDecoder 和 URLEncoder 对中文字符进行编码和解码》,此不赘述。

8、TCP与UDP的区别

  TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)协议属于传输层协议,它们之间的区别包括:

TCP是面向连接的,UDP是无连接的;

TCP是可靠的,UDP是不可靠的;

TCP只支持点对点通信,UDP支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信模式;

TCP是面向字节流的,UDP是面向报文的;

TCP有拥塞控制机制;UDP没有拥塞控制,适合媒体通信;

TCP首部开销(20个字节)比UDP的首部开销(8个字节)要大;

9、TCP的拥塞处理

  计算机网络中的带宽、交换结点中的缓存及处理机等都是网络的资源。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,网络的性能就会变坏,这种情况就叫做拥塞。拥塞控制就是 防止过多的数据注入网络中,这样可以使网络中的路由器或链路不致过载。注意,拥塞控制和流量控制不同,前者是一个全局性的过程,而后者指点对点通信量的控制。拥塞控制的方法主要有以下四种:

1). 慢启动:不要一开始就发送大量的数据,先探测一下网络的拥塞程度,也就是说由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小;

2). 拥塞避免:拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1,而不是加倍,这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。

          

3). 快重传:快重传要求接收方在收到一个 失序的报文段 后就立即发出 重复确认(为的是使发送方及早知道有报文段没有到达对方)而不要等到自己发送数据时捎带确认。快重传算法规定,发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段,而不必继续等待设置的重传计时器时间到期。

          

4). 快恢复:快重传配合使用的还有快恢复算法,当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法,把ssthresh门限减半,但是接下去并不执行慢开始算法:因为如果网络出现拥塞的话就不会收到好几个重复的确认,所以发送方现在认为网络可能没有出现拥塞。所以此时不执行慢开始算法,而是将cwnd设置为ssthresh的大小,然后执行拥塞避免算法。

          

10、从输入网址到获得页面的过程

  (1). 浏览器查询 DNS,获取域名对应的IP地址:具体过程包括浏览器搜索自身的DNS缓存、搜索操作系统的DNS缓存、读取本地的Host文件和向本地DNS服务器进行查询等。对于向本地DNS服务器进行查询,如果要查询的域名包含在本地配置区域资源中,则返回解析结果给客户机,完成域名解析(此解析具有权威性);如果要查询的域名不由本地DNS服务器区域解析,但该服务器已缓存了此网址映射关系,则调用这个IP地址映射,完成域名解析(此解析不具有权威性)。如果本地域名服务器并未缓存该网址映射关系,那么将根据其设置发起递归查询或者迭代查询;

  (2). 浏览器获得域名对应的IP地址以后,浏览器向服务器请求建立链接,发起三次握手;

  (3). TCP/IP链接建立起来后,浏览器向服务器发送HTTP请求;

  (4). 服务器接收到这个请求,并根据路径参数映射到特定的请求处理器进行处理,并将处理结果及相应的视图返回给浏览器;

  (5). 浏览器解析并渲染视图,若遇到对js文件、css文件及图片等静态资源的引用,则重复上述步骤并向服务器请求这些资源;

  (6). 浏览器根据其请求到的资源、数据渲染页面,最终向用户呈现一个完整的页面。

11、Session、Cookie 与 Application

  Cookie和Session都是客户端与服务器之间保持状态的解决方案,具体来说,cookie机制采用的是在客户端保持状态的方案,而session机制采用的是在服务器端保持状态的方案。

(1). Cookie及其相关API

  Cookie实际上是一小段的文本信息。客户端请求服务器,如果服务器需要记录该用户状态,就使用response向客户端浏览器颁发一个Cookie,而客户端浏览器会把Cookie保存起来。当浏览器再请求该网站时,浏览器把请求的网址连同该Cookie一同提交给服务器,服务器检查该Cookie,以此来辨认用户状态。服务器还可以根据需要修改Cookie的内容。

           

           

(2). Session及其相关API

  同样地,会话状态也可以保存在服务器端。客户端请求服务器,如果服务器记录该用户状态,就获取Session来保存状态,这时,如果服务器已经为此客户端创建过session,服务器就按照sessionid把这个session检索出来使用;如果客户端请求不包含sessionid,则为此客户端创建一个session并且生成一个与此session相关联的sessionid,并将这个sessionid在本次响应中返回给客户端保存。保存这个sessionid的方式可以采用 cookie机制 ,这样在交互过程中浏览器可以自动的按照规则把这个标识发挥给服务器;若浏览器禁用Cookie的话,可以通过 URL重写机制 将sessionid传回服务器。

           

(3). Session 与 Cookie 的对比

实现机制:Session的实现常常依赖于Cookie机制,通过Cookie机制回传SessionID;

大小限制:Cookie有大小限制并且浏览器对每个站点也有cookie的个数限制,Session没有大小限制,理论上只与服务器的内存大小有关;

安全性:Cookie存在安全隐患,通过拦截或本地文件找得到cookie后可以进行攻击,而Session由于保存在服务器端,相对更加安全;

服务器资源消耗:Session是保存在服务器端上会存在一段时间才会消失,如果session过多会增加服务器的压力。

Application(ServletContext):与一个Web应用程序相对应,为应用程序提供了一个全局的状态,所有客户都可以使用该状态。

(4). Application

  Application(Java Web中的ServletContext):与一个Web应用程序相对应,为应用程序提供了一个全局的状态,所有客户都可以使用该状态。

12、SQL 注入

  SQL注入就是通过把SQL命令插入到Web表单提交或输入域名或页面请求的查询字符串,最终达到欺骗服务器执行恶意的SQL命令。

1). SQL注入攻击的总体思路

  (1). 寻找到SQL注入的位置
  (2). 判断服务器类型和后台数据库类型
  (3). 针对不通的服务器和数据库特点进行SQL注入攻击

2). SQL注入攻击实例

  比如,在一个登录界面,要求输入用户名和密码,可以这样输入实现免帐号登录:

用户名: ‘or 1 = 1 --
密 码:

  用户一旦点击登录,如若没有做特殊处理,那么这个非法用户就很得意的登陆进去了。这是为什么呢?下面我们分析一下:从理论上说,后台认证程序中会有如下的SQL语句:String sql = “select from user_table where username=’ “+userName+” ’ and password=’ “+password+” ‘”; 因此,当输入了上面的用户名和密码,上面的SQL语句变成:SELECT FROM user_table WHERE username=’’or 1 = 1 – and password=’’。分析上述SQL语句我们知道,
username=‘ or 1=1 这个语句一定会成功;然后后面加两个-,这意味着注释,它将后面的语句注释,让他们不起作用。这样,上述语句永远都能正确执行,用户轻易骗过系统,获取合法身份。

3). 应对方法

(1). 参数绑定

  使用预编译手段,绑定参数是最好的防SQL注入的方法。目前许多的ORM框架及JDBC等都实现了SQL预编译和参数绑定功能,攻击者的恶意SQL会被当做SQL的参数而不是SQL命令被执行。在mybatis的mapper文件中,对于传递的参数我们一般是使用#和$来获取参数值。当使用#时,变量是占位符,就是一般我们使用javajdbc的PrepareStatement时的占位符,所有可以防止sql注入;当使用$时,变量就是直接追加在sql中,一般会有sql注入问题。

(2). 使用正则表达式过滤传入的参数

13、 XSS 攻击

  XSS是一种经常出现在web应用中的计算机安全漏洞,与SQL注入一起成为web中最主流的攻击方式。XSS是指恶意攻击者利用网站没有对用户提交数据进行转义处理或者过滤不足的缺点,进而添加一些脚本代码嵌入到web页面中去,使别的用户访问都会执行相应的嵌入代码,从而盗取用户资料、利用用户身份进行某种动作或者对访问者进行病毒侵害的一种攻击方式。

1). XSS攻击的危害

盗取各类用户帐号,如机器登录帐号、用户网银帐号、各类管理员帐号

控制企业数据,包括读取、篡改、添加、删除企业敏感数据的能力

盗窃企业重要的具有商业价值的资料

非法转账

强制发送电子邮件

网站挂马

控制受害者机器向其它网站发起攻击

2). 原因解析

  主要原因:过于信任客户端提交的数据!

  解决办法:不信任任何客户端提交的数据,只要是客户端提交的数据就应该先进行相应的过滤处理然后方可进行下一步的操作。

  进一步分析细节:客户端提交的数据本来就是应用所需要的,但是恶意攻击者利用网站对客户端提交数据的信任,在数据中插入一些符号以及javascript代码,那么这些数据将会成为应用代码中的一部分了,那么攻击者就可以肆无忌惮地展开攻击啦,因此我们绝不可以信任任何客户端提交的数据!!!

3). XSS 攻击分类

(1). 反射性XSS攻击 (非持久性XSS攻击)

  漏洞产生的原因是攻击者注入的数据反映在响应中。一个典型的非持久性XSS攻击包含一个带XSS攻击向量的链接(即每次攻击需要用户的点击),例如,正常发送消息

接收者将会接收信息并显示Hello,World;但是,非正常发送消息:

接收者接收消息显示的时候将会弹出警告窗口

(2). 持久性XSS攻击 (留言板场景)

  XSS攻击向量(一般指XSS攻击代码)存储在网站数据库,当一个页面被用户打开的时候执行。也就是说,每当用户使用浏览器打开指定页面时,脚本便执行。与非持久性XSS攻击相比,持久性XSS攻击危害性更大。从名字就可以了解到,持久性XSS攻击就是将攻击代码存入数据库中,然后客户端打开时就执行这些攻击代码。

例如,留言板表单中的表单域:
1
<input type=“text” name=“content” value=“这里是用户填写的数据”>
1
正常操作流程是:用户是提交相应留言信息 —— 将数据存储到数据库 —— 其他用户访问留言板,应用去数据并显示;而非正常操作流程是攻击者在value填写:

<script>alert(‘foolish!’);</script> <!--或者html其他标签(破坏样式。。。)、一段攻击型代码-->
1
并将数据提交、存储到数据库中;当其他用户取出数据显示的时候,将会执行这些攻击性代码。

4). 修复漏洞方针

  漏洞产生的根本原因是 太相信用户提交的数据,对用户所提交的数据过滤不足所导致的,因此解决方案也应该从这个方面入手,具体方案包括:

将重要的cookie标记为http only, 这样的话Javascript 中的document.cookie语句就不能
获取到cookie了(如果在cookie中设置了HttpOnly属性,那么通过js脚本将无法读取到cookie信息,这样能有效的防止XSS攻击)

14、OSI网络体系结构与TCP/IP协议模型

OSI七层模型的各层进行简要的介绍:         

1). 物理层

  参考模型的最低层,也是OSI模型的第一层,实现了相邻计算机节点之间比特流的透明传送,并尽可能地屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异,使其上层(数据链路层)不必关心网络的具体传输介质。

2). 数据链路层(data link layer)

  接收来自物理层的位流形式的数据,并封装成帧,传送到上一层;同样,也将来自上层的数据帧,拆装为位流形式的数据转发到物理层。这一层在物理层提供的比特流的基础上,通过差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变为无差错的数据链路,即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。

3). 网络层

  将网络地址翻译成对应的物理地址,并通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径。

4). 传输层(transport layer)

  在源端与目的端之间提供可靠的透明数据传输,使上层服务用户不必关系通信子网的实现细节。在协议栈中,传输层位于网络层之上,传输层协议为不同主机上运行的进程提供逻辑通信,而网络层协议为不同主机提供逻辑通信

          

  实际上,网络层可以看作是传输层的一部分,其为传输层提供服务。但对于终端系统而言,网络层对它们而言是透明的,它们知道传输层的存在,也就是说,在逻辑上它们认为是传输层为它们提供了端对端的通信,这也是分层思想的妙处。

5). 会话层(Session Layer)

  会话层是OSI模型的第五层,是用户应用程序和网络之间的接口,负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。

6). 表示层(Presentation Layer):数据的编码,压缩和解压缩,数据的加密和解密

  表示层是OSI模型的第六层,它对来自应用层的命令和数据进行解释,以确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取。

7). 应用层(Application layer):为用户的应用进程提供网络通信服务

15、TCP和UDP分别对应的常见应用层协议

1). TCP对应的应用层协议

FTP:定义了文件传输协议,使用21端口。常说某某计算机开了FTP服务便是启动了文件传输服务。下载文件,上传主页,都要用到FTP服务。

Telnet:它是一种用于远程登陆的端口,用户可以以自己的身份远程连接到计算机上,通过这种端口可以提供一种基于DOS模式下的通信服务。如以前的BBS是-纯字符界面的,支持BBS的服务器将23端口打开,对外提供服务。

SMTP:定义了简单邮件传送协议,现在很多邮件服务器都用的是这个协议,用于发送邮件。如常见的免费邮件服务中用的就是这个邮件服务端口,所以在电子邮件设置-中常看到有这么SMTP端口设置这个栏,服务器开放的是25号端口。

POP3:它是和SMTP对应,POP3用于接收邮件。通常情况下,POP3协议所用的是110端口。也是说,只要你有相应的使用POP3协议的程序(例如Fo-xmail或Outlook),就可以不以Web方式登陆进邮箱界面,直接用邮件程序就可以收到邮件(如是163邮箱就没有必要先进入网易网站,再进入自己的邮-箱来收信)。

HTTP:从Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

2). UDP对应的应用层协议

DNS:用于域名解析服务,将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。

SNMP:简单网络管理协议,使用161号端口,是用来管理网络设备的。由于网络设备很多,无连接的服务就体现出其优势。

TFTP(Trival File Transfer Protocal):简单文件传输协议,该协议在熟知端口69上使用UDP服务。
        

16、网络层的ARP协议工作原理

  网络层的ARP协议完成了IP地址与物理地址的映射。首先,每台主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址的对应关系。当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时,会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址:如果有,就直接将数据包发送到这个MAC地址;如果没有,就向本地网段发起一个ARP请求的广播包,查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。网络中所有的主机收到这个ARP请求后,会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包;如果相同,该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中,如果ARP表中已经存在该IP的信息,则将其覆盖,然后给源主机发送一个ARP响应数据包,告诉对方自己是它需要查找的MAC地址;源主机收到这个ARP响应数据包后,将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中,并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

17、IP地址的分类

  IP地址是指互联网协议地址,是IP协议提供的一种统一的地址格式,它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址,以此来屏蔽物理地址的差异。IP地址编址方案将IP地址空间划分为A、B、C、D、E五类,其中A、B、C是基本类,D、E类作为多播和保留使用,为特殊地址。

  每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应。A~E类地址的特点如下:

A类地址:以0开头,第一个字节范围:0~127;

B类地址:以10开头,第一个字节范围:128~191;

C类地址:以110开头,第一个字节范围:192~223;

D类地址:以1110开头,第一个字节范围为224~239;

E类地址:以1111开头,保留地址

1). A类地址:1字节的网络地址 + 3字节主机地址,网络地址的最高位必须是“0”

  一个A类IP地址是指, 在IP地址的四段号码中,第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,A类IP地址就由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”。A类IP地址中网络的标识长度为8位,主机标识的长度为24位,A类网络地址数量较少,有126个网络,每个网络可以容纳主机数达1600多万台。

  A类IP地址的地址范围1.0.0.0到127.255.255.255(二进制表示为:00000001 00000000 00000000 00000000 - 01111110 11111111 11111111 11111111),最后一个是广播地址。A类IP地址的子网掩码为255.0.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的3次方-2=16777214台。

2). B类地址: 2字节的网络地址 + 2字节主机地址,网络地址的最高位必须是“10”

  一个B类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前两段号码为网络号码。如果用二进制表示IP地址的话,B类IP地址就由2字节的网络地址和2字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”。B类IP地址中网络的标识长度为16位,主机标识的长度为16位,B类网络地址适用于中等规模的网络,有16384个网络,每个网络所能容纳的计算机数为6万多台。

  B类IP地址地址范围128.0.0.0-191.255.255.255(二进制表示为:10000000 00000000 00000000 00000000—-10111111 11111111 11111111 11111111),最后一个是广播地址。B类IP地址的子网掩码为255.255.0.0,每个网络支持的最大主机数为256的2次方-2=65534台。

3). C类地址: 3字节的网络地址 + 1字节主机地址,网络地址的最高位必须是“110”

  一个C类IP地址是指,在IP地址的四段号码中,前三段号码为网络号码,剩下的一段号码为本地计算机的号码。如果用二进制表示IP地址的话,C类IP地址就由3字节的网络地址和1字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”。C类IP地址中网络的标识长度为24位,主机标识的长度为8位,C类网络地址数量较多,有209万余个网络。适用于小规模的局域网络,每个网络最多只能包含254台计算机。

  C类IP地址范围192.0.0.0-223.255.255.255(二进制表示为: 11000000 00000000 00000000 00000000 - 11011111 11111111 11111111 11111111)。C类IP地址的子网掩码为255.255.255.0,每个网络支持的最大主机数为256-2=254台。

4). D类地址:多播地址,用于1对多通信,最高位必须是“1110”

  D类IP地址在历史上被叫做多播地址(multicast address),即组播地址。在以太网中,多播地址命名了一组应该在这个网络中应用接收到一个分组的站点。多播地址的最高位必须是“1110”,范围从224.0.0.0到239.255.255.255。

5). E类地址:为保留地址,最高位必须是“1111”

18、IP地址与物理地址

  物理地址是数据链路层和物理层使用的地址,IP地址是网络层和以上各层使用的地址,是一种逻辑地址,其中ARP协议用于IP地址与物理地址的对应。

19、 常见状态码及原因短语

  HTTP请求结构: 请求方式 + 请求URI + 协议及其版本
  HTTP响应结构: 状态码 + 原因短语 + 协议及其版本

1×× : 请求处理中,请求已被接受,正在处理
2×× : 请求成功,请求被成功处理
200 OK
3×× : 重定向,要完成请求必须进行进一步处理
301 : 永久性转移
302 :暂时性转移
304 : 已缓存
4×× : 客户端错误,请求不合法
400:Bad Request,请求有语法问题
403:拒绝请求
404:客户端所访问的页面不存在
5×× : 服务器端错误,服务器不能处理合法请求
500 :服务器内部错误
503 : 服务不可用,稍等

20、TCP报文是TCP层传输的数据单元

1、端口号:用来标识同一台计算机的不同的应用进程。

1)源端口:源端口和IP地址的作用是标识报文的返回地址。

2)目的端口:端口指明接收方计算机上的应用程序接口。

TCP报头中的源端口号和目的端口号同IP数据报中的源IP与目的IP唯一确定一条TCP连接。

2、序号和确认号:是TCP可靠传输的关键部分。序号是本报文段发送的数据组的第一个字节的序号。在TCP传送的流中,每一个字节一个序号。e.g.一个报文段的序号为300,此报文段数据部分共有100字节,则下一个报文段的序号为400。所以序号确保了TCP传输的有序性。确认号,即ACK,指明下一个期待收到的字节序号,表明该序号之前的所有数据已经正确无误的收到。确认号只有当ACK标志为1时才有效。比如建立连接时,SYN报文的ACK标志位为0。

3、数据偏移/首部长度:4bits。由于首部可能含有可选项内容,因此TCP报头的长度是不确定的,报头不包含任何任选字段则长度为20字节,4位首部长度字段所能表示的最大值为1111,转化为10进制为15,15*32/8 = 60,故报头最大长度为60字节。首部长度也叫数据偏移,是因为首部长度实际上指示了数据区在报文段中的起始偏移值。

4、保留:为将来定义新的用途保留,现在一般置0。

5、控制位:URG ACK PSH RST SYN FIN,共6个,每一个标志位表示一个控制功能。

1)URG:紧急指针标志,为1时表示紧急指针有效,为0则忽略紧急指针。

2)ACK:确认序号标志,为1时表示确认号有效,为0表示报文中不含确认信息,忽略确认号字段。

3)PSH:push标志,为1表示是带有push标志的数据,指示接收方在接收到该报文段以后,应尽快将这个报文段交给应用程序,而不是在缓冲区排队。

4)RST:重置连接标志,用于重置由于主机崩溃或其他原因而出现错误的连接。或者用于拒绝非法的报文段和拒绝连接请求。

5)SYN:同步序号,用于建立连接过程,在连接请求中,SYN=1和ACK=0表示该数据段没有使用捎带的确认域,而连接应答捎带一个确认,即SYN=1和ACK=1。

6)FIN:finish标志,用于释放连接,为1时表示发送方已经没有数据发送了,即关闭本方数据流。

6、窗口:滑动窗口大小,用来告知发送端接受端的缓存大小,以此控制发送端发送数据的速率,从而达到流量控制。窗口大小时一个16bit字段,因而窗口大小最大为65535。

7、校验和:奇偶校验,此校验和是对整个的 TCP 报文段,包括 TCP 头部和 TCP 数据,以 16 位字进行计算所得。由发送端计算和存储,并由接收端进行验证。

8、紧急指针:只有当 URG 标志置 1 时紧急指针才有效。紧急指针是一个正的偏移量,和顺序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。 TCP 的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。

9、选项和填充:最常见的可选字段是最长报文大小,又称为MSS(Maximum Segment Size),每个连接方通常都在通信的第一个报文段(为建立连接而设置SYN标志为1的那个段)中指明这个选项,它表示本端所能接受的最大报文段的长度。选项长度不一定是32位的整数倍,所以要加填充位,即在这个字段中加入额外的零,以保证TCP头是32的整数倍。

10、数据部分: TCP 报文段中的数据部分是可选的。在一个连接建立和一个连接终止时,双方交换的报文段仅有 TCP 首部。如果一方没有数据要发送,也使用没有任何数据的首部来确认收到的数据。在处理超时的许多情况中,也会发送不带任何数据的报文段。

UDP 报文格式

21、UDP报文

每个 UDP 报文分为 UDP 报头和 UDP 数据区两部分。报头由 4 个 16 位长(2 字节)字段组成,分别说明该报文的源端口、目的端口、报文长度和校验值。

Last modification:February 19th, 2020 at 11:52 pm
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