java开发面试常见的计算机网络基础相关的技术点介绍以及面试问题解答资源-CSDN文库

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计网面经

1. 计算机网络\协议

1.1. 计算机网络

从物理构成上看，计算机网络包括硬件和软件两大部分。硬件包括：，主机（Host：计

算机及终端设备）、前端处理机（FEP）或通信处理机或通信控制处理机（CCP）、路由器\交

换机等连接设备、通信线路。软件包括协议和应用软件两部分，协议是计算机网络的核心，

由语法、语义和语序三部分组成。

从功能上看，计算机网络由资源子网和通信子网两部分组成。资源子网完成数据的处理、

存储等功能；通信子网完成数据的传输功能。

从工作方式看，计算机网络由边缘部分和核心部分组成。边缘部分是用户直接使用的主

机；核心部分由大量的路由器组成，为边缘部分提供连通性和交换服务。

计算机网络按通信距离可分为局域网、城域网、广域网。

局域网

城域网

广域网

缩写

LAN

MAN

WAN

距离

10-1000m

10km

100km 以上

传输速

率

4Mb/s-1G/s

50kbps/s-100Mb/s

9.6kbps/s-45Mb/s

场景

例如房间、校园等使用。

城市

国家或全球（如因特网）

目的

共享网络资源

数据通信

优点

数据传输率最高。

数据传输可靠。

拓扑结构简单，系统容易配置和管理。

较大范围网络

覆盖范围广

缺点

传输距离有限

数据传输率低，拓扑结构较为复杂。

1.2. 计算机协议

计算机三种协议类型：

1、TCP/IP 协议：Internet，可扩展，可靠，应用最广，牺牲效率和速度。

2、IPX/SPX 协议：NOVELL，路由，大型企业网。

3、NETBEUI 协议：IBM，非路由，快速。

2. TCP/UDP

问 1、TCP 和 UDP 对应的协议

2.1. TCP

问 1、介绍下 tcp

传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是为了在不可靠的互联网络上

提供可靠的端到端字节流而专门设计的一个传输协议。旨在适应支持多网络应用的分层协议

层次结构。TCP 为连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间提供可

靠的通信服务。原则上，TCP 应该能够在从硬线连接到分组交换或电路交换网络的各种通信

系统之上操作。

应用层向 TCP 层发送用于网间传输的、用 8 位字节表示的数据流，然后 TCP 把数据流分

区成适当长度的报文段（通常受该计算机连接的网络的数据链路层的最大传输单元（MTU）

的限制）。之后 TCP 把结果包传给 IP 层，由它来通过网络将包传送给接收端实体的 TCP 层。

TCP 为了保证不发生丢包，就给每个包一个序号，同时序号也保证了传送到接收端实体的包

的按序接收。然后接收端实体对已成功收到的包发回一个相应的确认（ACK）；如果发送端实

体在合理的往返时延（RTT）内未收到确认，那么对应的数据包就被假设为已丢失将会被进

行重传。TCP 用一个校验和函数来检验数据是否有错误；在发送和接收时都要计算校验和。

TCP 连接要解决以下三个问题：

（1）使 TCP 双方能够确知对方的存在。

（2）使 TCP 双方能够协商一些参数(如最大窗口值等)。

（3）使 TCP 双方能够对运输实体资源(如缓存大小，连接表中的项目)进行分配。

问 1、tcp 如何保证可靠性、传输安全的？

TCP 协议保证数据传输可靠性的方式主要有：

（1）大小控制：应用数据被分割成 TCP 认为最适合发送的数据块。

（2）序列号：TCP 给发送的每一个包进行编号，接收方对数据包进行排序，把有序数据传

送给应用层。TCP 的接收端会丢弃重复的数据，数据是否重复就是根据序列号进行判断的。

（3）校验和：TCP 将保持它首部和数据的检验和。这是一个端到端的检验和，目的是检测

数据在传输过程中的任何变化。如果收到段的检验和有差错，TCP 将丢弃这个报文段和不确

认收到此报文段。

（4）流量控制：TCP 连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP 的接收端只允许发送端

发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发

送的速率，防止包丢失。TCP 使用的流量控制协议是可变大小的滑动窗口协议。（TCP 利用滑

动窗口实现流量控制）

（5）拥塞控制：当网络拥塞时，减少数据的发送。

（6）确认应答：是通过 ARQ 协议实现的。基本原理是每发完一个分组就停止发送，等待对

方确认。在收到确认后再发下一个分组。

（7）超时重传：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。

问 2、什么时候会向对端传窗口大小？如果滑动窗口为 0，则怎么办？

TCP 在双方数据传输的过程中，都会维护一个窗口，它代表了我还可以接受的数据的大

小。如果接收方窗口大小为 0，发送方就会停止发送。之所以叫滑动窗口（Sliding

Window）是因为它是动态可变的，不是固定的（张开、合拢、收缩）。它保证了数据的可靠

传递、它确保数据按顺序传递、并且它强制发送者之间的流量控制。

问 3、丢包会怎样？

触发超时重传机制，进行超时重传

问 4、tcp 头部字段以及序列号的作用

指明 TCP 报文段的数据载荷的第一个字节的序号。

问 5、Tcp 连接有一方宕机后怎么发展？宕机后快速重启完成后，连接会怎么发展？

1、在 TCP 连接中，如果有一方宕机或者进程崩溃会发生什么？

（1）当情况为宕机时：

客户端主机崩溃了，服务端是无法感知到的，如果服务端没有开启 TCP keepalive，且

没有数据交互的情况下，服务端的 TCP 连接将会一直处于 ESTABLISHED 连接状态，直到服

务端重启进程。

（2）当情况为进程崩溃时：

在 kill 掉进程后，服务端会发送 FIN 报文，与客户端进行四次挥手。所以，即使没

有开启 TCP keepalive，且双方也没有数据交互的情况下，如果其中一方的进程发生了崩溃，

这个过程操作系统是可以感知的到的，于是就会发送 FIN 报文给对方，然后与对方进行 TCP

四次挥手。

2、客户端主机宕机，又迅速重启，会发生什么？

在客户端主机宕机后，服务端向客户端发送的报文会得不到任何的响应，在一定时长后，

服务端就会触发超时重传机制，重传未得到响应的报文。

服务端重传报文的过程中，客户端主机重启完成后，客户端的内核就会接收重传的报文，

然后根据报文的信息传递给对应的进程：

（1）如果客户端主机上没有进程监听该 TCP 报文的目标端口号，那么客户端内核就会回复

RST 报文，重置该 TCP 连接；

（2）如果客户端主机上有进程监听该 TCP 报文的目标端口号，由于客户端主机重启后，之

前的 TCP 连接的数据结构已经丢失了，客户端内核里协议栈会发现找不到该 TCP 连接的

socket 结构体，于是就会回复 RST 报文，重置该 TCP 连接。

所以，只要有一方重启完成后，收到之前 TCP 连接的报文，都会回复 RST 报文，以断开

连接。

3、客户端主机宕机，一直没有重启，会发生什么？

服务端超时重传报文的次数达到一定阈值后，内核就会判定出该 TCP 有问题，然后通

过 Socket 接口告诉应用程序该 TCP 连接出问题了，一般就是 ETIMEOUT 状态码。

在重传报文且一直没有收到对方响应的情况时，先达到「最大重传次数」或者「最大超

时时间」这两个的其中一个条件后，就会停止重传。

问 6、网络通道非常拥塞时，tcp 如何保证数据可以正确到达对方？

参考“问 1、tcp 如何保证可靠性、传输安全的？”

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黎陌MLing

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