计算机网络
HTTP/HTTPS
HTTP 是什么？
- http 是用于两点之间传输文本，图片，视频等超文本的约定和规范
HTTP 的名字「超文本协议传输」，它可以拆成三个部分：超文本、传输、协议
GET 和 POST 有什么区别？
- GET 是从指定服务器获取资源，POST 是（根据报文 body）对指定的资源进行管理
GET 请求的参数位置一般是写在 URL 中，URL 规定只能支持 ASCII，所以 GET 请求的参数只允许 ASCII 字符 ，而且浏览器会对 URL 的长度有限制（HTTP 协议本身对 URL 长度并没有做任何规定）。
POST 请求携带数据的位置一般是写在报文 body 中，body 中的数据可以是任意格式的数据，只要客户端与服务端协商好即可，而且浏览器不会对 body 大小做限制。
HTTP/1.1 的优缺点？
优点：HTTP/1.1 简单，直接使用 header+body，易于理解
性能：实现长连接，不用 TCP 频繁连接，使用【请求-应答】模式，可以发送多个请求
缺点：明文传递不安全
性能：队头堵塞，当一个请求被阻塞时，就会阻塞全部请求
HTTP 与 HTTPS 有哪些区别？*
- 端口号不同，HTTP 是 80，HTTPS 是 443
- HTTP 连接时只用 TCP 的三次握手，HTTPS 连接时不仅 TCP 要进行三次握手，SSL/TLS 还要进行握手才能加密报文传输
- HTTPS 在 HTTP 和 TCL 层中间加入了 SSL/TLS 安全协议
- HTTPS 还要向 CA 申请数字证书
HTTPS 解决了 HTTP 的哪些问题？
- HTTP 由于明文传输的原因，会造成篡改风险，窃听风险，冒充风险
- HTTPS 由于加入了 SSL/TLS，加入了校验机制，信息加密，身份验证（CA 的数字证书）
HTTPS 是如何解决上面的三个风险的？
- 混合加密 能对信息进行加密，实现信息机密性
- 摘要算法 能校验信息完整性，确保信息不会被篡改
- 向 CA 申请 数字证书
解释一下混合加密
- 客户端发起握手请求，并携带一个随机数 Client Random
- 服务器接受请求，返回证书（包含公钥）还有一个随机数 Server Random
- 客户端验证证书，在生成一个随机数 Pre-Master Secret 和前面两个用算法加密为 Session Secret，再用证书里的公钥加密 Pre-Master Secret，再传输给服务器
- 服务器拿到后用自己的私钥解密这部分得到 Pre-Master Secret，再根据前面的两个随机数用相同的算法得到 Session Secret
HTTP/1 和 HTTP/2 的优化，HTTP/2 和 HTTP/3 的优化？
HTTP/2 相对于 HTTP/1 实现了头部压缩，二进制，并发传输，服务器主动推送资源
如果你发出多个请求，他们的头相似，那么就会压缩头，消除重复的部分
HTTP/2 不像 HTTP/1 采用纯文本格式，全面采用二进制，统称为帧
针对不同的 HTTP 请求用独一无二的 Stream ID 来区分，接收端可以通过 Stream ID 有序组装成 HTTP 消息，不同 Stream 的帧是可以乱序发送的，因此可以并发不同的 Stream ，也就是 HTTP/2 可以并行交错地发送请求和响应。
服务器不再是被动接受消息了，能主动推送资源
HTTP/3 相对于 HTTP/2 放弃了 TCP，因为虽然 HTTP/2 因为并发传输解决了队头阻塞，但是在 TCL 层有队头阻塞，于是 HTTP/3 使用 UDP+QUIC
TCP
UDP 和 TCP 有什么区别呢？分别的应用场景是？
TCP 是 1 对 1 的连接，UDP 的连接可以 1 对 1，1 对多，多对多
TCP 传输是以数据流的形式，但是保证不乱序，不丢包，UDP 的传输是以包的形式，但是不保证数据完整
TCP 的头部比 UDP 的头部大很多
TCP 是面向连接的传输层协议，传输之前要先连接，UDP 传输不需要连接
TCP 的数据如果大于 MSS 就会在传输层进行分片，UDP 的数据如果大于 MTU 就会在 IP 层进行分片
TCP 因为面向连接的能保证数据可靠交付一般用于 HTTP/HTTPS，FTP 文件传输
UDP 因为面向无连接，故能随时发送，一般用于多媒体通信，广播通信
TCP 三次握手过程是怎样的？
- 首先是客户端和服务端都处于 CLOSE 状态，然后服务器主动监听一个端口处在 LISTEN 状态
- 然后客户端向服务端发出请求标志位 SYN = 1，然后变为 SYN_SENT 状态
- 服务端接受到客户端的消息后，回复一个标志位 ACK = 1 SYN = 1 的报文，然后变成 SYN_RCVD 状态
- 客户端收到后继续向服务端发送标志位 ACK = 1 的报文，这次报文可以携带客户端到服务端的数据，至此完成三次握手连接成功
TCP 四次挥手过程是怎样的？
- 首先是发起断开连接的一方，比如客户端发送一个标志位 FIN = 1 的报文
- 服务端收到后发送标示位 ACK = 1 的报文表示确认收到，然后开始释放资源
- 当服务端准备好了后就会向客户端发送标志位 FIN = 1 的报文
- 当客户端接受到后，再次向服务端发送标志位 ACK = 1 的报文，至此服务端完成连接关闭，在 2MSL 后客户端也完成连接关闭
- 需要注意的是，最后的 TIME_WAIT 状态是谁主动发起断开的一方才有
TCP 常见的重传机制？
- 超时重传：顾名思义，没收到 ACK 且超时后进行重传
- 快速重传：当收到三个相同的 ACK 后不等超时立即重传
滑动窗口协议的作用是什么？他如何提高传输效率
- 窗口是指发送后无需应答就能再次发送，并且如果应答丢失，只要最后一次应答确认，之前所有数据全都确认
- 而接受方控制了窗口的大小，就实现了 流量控制
拥塞控制的四个阶段是如何工作的？
- 慢启动：每当收到一个 ACK 后拥塞窗口 cwnd 大小+1
- 当 cwnd 大小到达一个阈值 ssthresh 时，就会启动拥塞避免算法：每当收到一个 ACK 后拥塞窗口 cwnd 大小+1/cwnd
- 当 cwnd 大小到达一定大小，网络发生拥塞，触发了重传机制中的超时重传，就会启动拥塞发生：将 ssthresh 设为 cwnd/2，将 cwnd 重置为 1；如果触发的是快速重传，同样是启动拥塞发生：将 cwnd 设为 cwnd/2，ssthresh 设为 cwnd
- 快速恢复一般和拥塞发生同时使用：将 cwnd 设为 ssthresh+3，再按拥塞避免增加，当收到新的 ACK 后，将 cwnd 设为 ssthresh
TCP 协议的缺陷
建立 TCP 连接的延迟
由于需要确保数据的完整有序，所有 TCP 会有队头堵塞，只要一个 TCP 段丢失，即使较高序列号的 TCP 段到达也无法读取，需要等待丢失的重传完成
网络迁移需要重新建立 TCP 连接
IP
IPV4 和 IPV6 的区别是什么？
- IPV4 只有 32 位，只有 42 亿地址，IPV6 有 128 位，有近乎无限的地址
- IPV4 是十进制点分，IPV6 是十六进制冒分
- IPV6 支持地址自动分配，解决了 IPV4 地址枯竭和功能不足的问题
什么是公网 IP 和私网 IP？
- 公网 IP：互联网中唯一可以路由的 IP，需要确保唯一性
- 私网 IP：局域网内使用的非路由 IP，仅在内部生效，需通过 NET 转化为公网 IP 才能访问外网
IP 协议是面向连接的还是无连接的？有什么特点？
- IP 是面向无连接的，可以不建立连接发送数据，但不保证数据送达，需依赖上层协议如 TCP
IP 地址由哪两部分组成？子网掩码的作用？
- IP 网络的组成：网络位（标识设备所在网段）+ 主机位（标识网段内的具体设备）
- 子网掩码用来划分 IP 地址中的网络位和主机位，子网掩码与 IP 地址按位与后，网络位就是前 24 位，主机位就是后 8 位
什么是 DNS？
- 我们上网一般使用的是域名，而不是 IP 地址，而 DNS 就是将域名转化位 IP 地址的一种方式，比如 www.baidu.com，以.为分隔，越往右域名等级越高
- DNS 解析流程一般是先在缓存中查找，如果没有的话就在操作系统的缓存中查找，如果还没有就在 DNS 服务器询问查找
- DNS 服务器的查找也是一样，现查看自身缓存，如果没有就提供方法询问最右的域名，依次询问找到 IP 地址
什么是 DHCP?它的作用是什么？（校园网）
- DHCP 是动态主机配置协议，用于局域网设备分配 IP 地址，子网掩码，网关，DNS 等网络参数
- 避免了手动配置 IP 的繁琐，简化网络管理
输入一条网络地址后，具体历程
- 地址解析：用 DNS 把域名翻译成 IP 地址
- 建立连接：与目标服务器建立连接（TCP 的三次握手）
- 发送请求：根据 HTTP/HTTPS 请求发送，比如 GET, POST
- 服务器处理：准备要返回的内容打包成响应报文
- 返回响应：将响应报文传回浏览器
- 断开连接：关闭 TCP 连接（TCP 四次挥手） （如果用的是 HTTP/1.1, 连接会暂时保留）
- 浏览器渲染：浏览器拿到服务器返回的 HTML, CSS, JS 后，开始翻译渲染