计算机网络面试题
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以下面试题，基于网络整理，和自己编辑。具体参考的文章，会在文末给出所有的链接。如果胖友有自己的疑问，欢迎在星球提问，我们一起整理吊吊的【网络】面试题的大保健。而题目的难度，尽量按照从容易到困难的顺序，逐步下去。
因为网络是个很大的话题，所以本文以常见的 TCP 和 HTTP 题目为主，例如：
TCP 三次握手、四次挥手是什么？HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2 等的区别？…
注意，经常问的问题，会在前面加【重要】标识。
网络体系结构
强烈推荐阅读两篇文章：：可以后续回过头来看。
《计算机网络体系结构综述（上）》《计算机网络体系结构综述（下）》简单一瞥：
OSI 七层体系结构具有概念清楚、理论完整的特点，是一个理论上的国际标准，但却不是事实上的国际标准。具有简单易用特点的 TCP/IP 四层体系结构则是事实上的标准。
需要指出的是，五层体系结构虽然综合了 OSI 和 TCP/IP 的优点，但其只是为了学术学习研究而提出的，没有具体的实际意义。
三者结构示意图如下所示：
简述 OSI 七层体系结构
：比较复杂，至少要说出有哪些层。自上而下是：
应用层（数据）：确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用表示层（数据）：主要解决用户信息的语法表示问题，如加密解密
会话层（数据）：提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制，如服务器验证用户登录便是由会话层完成的
传输层（段）：实现网络不同主机上用户进程之间的数据通信，可靠 与不可靠的传输，传输层的错误检测，流量控制等
网络层（包）：提供逻辑地址（IP）、选路，数据从源端到目的端的 传输
数据链路层（帧）：将上层数据封装成帧，用MAC地址访问媒介，错误检测与修正物理层（比特流）：设备之间比特流的传输，物理接口，电气特性等
详细可以看 《计算机网络体系结构综述（下）》 的 「二. OSI 七层体系结构简述」 小节。OSI 七层体系结构
简述 TCP/IP 四层体系结构
：比较复杂，至少要说出有哪些层。自上而下是：
实际上，如果我们把一些 RPC 框架的分层套到 TCP/IP 四层体系结构，也是可以的。跳到 《精尽 Dubbo 面试题》 的 「Dubbo 框架的分层设计」 问题瞅瞅噢。应用层
HTTP、TELNET、FTP、SMTP传输层TCP、UDP网络层IP、ICMP数据接口PPP
详细可以看 《计算机网络体系结构综述（下）》 的 「三. TCP/IP 四层体系结构」 小节。
知道各个层使用的是哪个数据交换设备？
这个问题，了解即可。网关：应用层、传输层。
网关在传输层上以实现网络互连，是最复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似，不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。【重点】路由器：网络层路由选择、存储转发
【重点】交换机：数据链路层、网络层
识别数据包中的 MAC 地址信息，根据 MAC 地址进行转发，并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。网桥：数据链路层
将两个 LAN 连起来，根据 MAC 地址来转发帧。集线器（Hub）：物理层
纯硬件设备，主要用来连接计算机等网络终端。中继器：物理层
在比特级别对网络信号进行再生和重定时，从而使得它们能够在网络上传输更长的距离。
?? 交换机是什么？
在计算机网络系统中，交换机是针对共享工作模式的弱点而推出的。交换机拥有一条高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上，当控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的 MAC（网卡的硬件地址）的 NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口。目的 MAC 若不存在，交换机才广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部地址表中。
交换机工作于 OSI 参考模型的第二层，即数据链路层。交换机内部的 CPU 会在每个端口成功连接时，通过 ARP 协议学习它的 MAC 地址，保存成一张 ARP 表。在今后的通讯中，发往该 MAC 地址的数据包将仅送往其对应的端口，而不是所有的端口。因此，交换机可用于划分数据链路层广播，即冲突域；但它不能划分网络层广播，即广播域。
?? 路由器是什么？
路由器（Router），是一种计算机网络设备，提供了路由与转发两种重要机制，可以决定数据包从来源端到目的端所经过的路由路径（host 到 host 之间的传输路径），这个过程称为路由；将路由器输入端的数据包移送至适当的路由器输出端(在路由器内部进行)，这称为转发。所以，路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。
路由工作在 OSI 模型的第三层 —— 即网络层，例如 IP 协议。当然，这也是路由器与交换器的差别，路由器是属于OSI 第三层的产品，交换器是 OSI 第二层的产品(这里特指二层交换机)。?? 常见的路由选择协议，以及它们的区别？常见的路由选择协议有：RIP 协议、OSPF 协议。
RIP 协议：底层是贝尔曼福特算法，它选择路由的度量标准（metric)是跳数，最大跳数是 15 跳。如果大于15 跳，它就会丢弃数据包。
OSPF 协议：底层是迪杰斯特拉算法，是链路状态路由选择协议，它选择路由的度量标准是带宽，延迟。?? 什么是网关设备？
这个我们就不在本文中多写，感兴趣的胖友，可以看看 《维基百科 —— 网关》 文章。?? 详细说明 Keepalived 的故障切换工作原理？这种故障切换，是通过 VRRP 协议来实现的。
主节点会按一定的时间间隔发送心跳信息的广播包，告诉备节点自己的存活状态信息。
当主节点发生故障时，备节点在一段时间内就收到广播包，从而判断主节点出现故障，因此会调用自身的接管程序来接管主节点的 IP 资源及服务。
当主节点恢复时，备节点会主动释放资源，恢复到接管前的状态，从而来实现主备故障切换例如，MySQL 基于 Keepalived 实现高可用。详细的，可以看看 《Keepalived + MySQL实现高可用》 。
IP
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：224~239 。E 类地址：以 1111 开头，保留地址。
详细的，可以看看 《IP 地址分类（A类 B类 C类 D类 E类）》 文章。?? IP 地址与物理地址的区别？
物理地址(MAC 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。
详细的，可以看看 《即生瑜，何生亮 —— MAC 地址与 IP 地址》 文章。
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 I P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。
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