计网-基础
总结计算机网络基础面试题目和知识点
1、OSI 七层模型、TCP/IP 五层模型以及各层的代表协议
网络接口层的传输单位是帧（frame），IP 层的传输单位是包（packet），TCP 层的传输单位是段（segment），HTTP 的传输单位则是消息或报文（message）
为什么协议分层？是为了解决什么问题？
总结原因： 简化、灵活、易维护、标准化
两台计算机通信过程
2、浏览器中输入URL到返回页面的全过程
总步骤
- 1.根据域名，进行DNS域名解析；
- 2.拿到解析的IP地址，建立TCP连接；
- 3.向IP地址，发送HTTP请求；
- 4.服务器处理请求；
- 5.返回响应结果；
- 6.关闭TCP连接；
- 7.浏览器解析HTML；
- 8.浏览器布局渲染；
查找域名： 本-根-顶级-权威
浏览器会先看自身有没有对这个域名的缓存，如果有，就直接返回，如果没有，就去问操作系统，操作系统也会去看自己的缓存，如果有，就直接返回，如果没有，再去 hosts 文件看，也没有，才会去问「本地 DNS 服务器」
协议栈
通过 DNS 获取到 IP 后，就可以把 HTTP 的传输工作交给操作系统中的协议栈。
协议栈的内部分为几个部分，分别承担不同的工作。上下关系是有一定的规则的，上面的部分会向下面的部分委托工作，下面的部分收到委托的工作并执行。
ICMP用于告知网络包传送过程中产生的错误以及各种控制信息。ARP用于根据 IP 地址查询相应的以太网 MAC 地址。
ICMP协议
ping/traceroute 命令是基于 ICMP 协议来实现的。
ICMP是 Internet Control Message Protocol 的缩写，即互联网控制消息协议。它是互联网协议族的核心协议之一。它用于 TCP/IP 网络中发送控制消息，提供可能发生在通信环境中的各种问题反馈，通过这些信息，使网络管理者可以对所发生的问题作出诊断，然后采取适当的措施解决问题。
从 ICMP 的报文格式来说，ICMP 是 IP 的上层协议。但是 ICMP 是分担了 IP 的一部分功能。所以，他也被认为是与 IP 同层的协议
虽然 ICMP 是网络层协议，但是它不像 IP 协议和 ARP 协议一样直接传递给数据链路层，而是先封装成 IP 数据包然后再传递给数据链路层。所以在 IP 数据包中如果协议类型字段的值是 1 的话，就表示 IP 数据是 ICMP 报文。IP 数据包就是靠这个协议类型字段来区分不同的数据包的。
在 IP 通信中如果某个包因为未知原因没有到达目的地址，那么这个具体的原因就是由 ICMP 负责告知。而 ICMP 协议的类型定义中就清楚的描述了各种报文的含义。
ICMP协议的类型分为两大类，查询报文和差错报文。
ping命令原理
- 向目的服务器发送回显请求 ：主机会构建一个 ICMP 回显请求消息数据包（类型是8，代码是0），在这个回显请求数据包中，除了类型和代码字段，还被追加了标识符（填写进程号）和序号字段（每送出一个数据包数值就增加1）。
- 目的服务器发送回显应答 ：（类型是0，代码是0）
- 源服务器显示相关数据： 记住发送回显请求数据包的时间，与接收到回显应答数据包的时间差，就能计算出数据包一去一回所需要的时间。这个时候ping命令就会将目的服务器的 IP 地址，数据大小，往返花费的时间打印到屏幕上。
traceroute命令原理
利用ICMP差错报文，原理就是利用 IP 包的 TTL 从 1 开始按照顺序递增的同时发送 UDP 包，强制接收 ICMP 超时消息的方法。
（1）首先 traceroute 会将 IP 包的 TTL 设置 为 1，然后发送 UDP 包，他会填入一个端口号作为 UDP 目标端口号（默认是：33434-33534）
（2）当目的主机收到 UDP 包后，会返回 ICMP 差错报文消息（类型 3，代码 3）。该报文类型是端口不可达，说明发送方发出的 UDP 包到达了目的主机。
这样的过程，traceroute 就可以拿到了所有的路由器 IP，这样子就可以看到从源主机到目的主机过程中的所有路由信息。
traceroute 在类 Unix/Linux 系统中默认使用的是 UDP 协议，也可以通过参数修改为使用 ICMP 协议；Windows 操作系统中只使用 ICMP 协议。
ARP协议
地址解析协议，即ARP（Address Resolution Protocol），是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议。主机发送信息时将包含目标IP地址的ARP请求广播到局域网络上的所有主机，并接收返回消息，以此确定目标的物理地址；收到返回消息后将该IP地址和物理地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间，下次请求时直接查询ARP缓存以节约资源。
**ARP表 **
网络设备一般都有一个ARP缓存（ARP Cache），ARP缓存用来存放IP地址和MAC地址的关联信息。
ARP表项又分为动态ARP表项和静态ARP表项。
动态ARP表项：
动态ARP表项由ARP协议通过ARP报文自动生成和维护，可以被老化，可以被新的ARP报文更新，可以被静态ARP表项覆盖。每个动态ARP缓存项的潜在生命周期是10分钟。新加到缓存中的项目带有时间戳，如果某个项目添加后2分钟内没有再使用，则此项目过期并从ARP缓存中删除；如果某个项目已在使用，则又收到2分钟的生命周期；如果某个项目始终在使用，则会另外收到2分钟的生命周期，一直到10分钟的最长生命周期
静态ARP表项
静态ARP表项通过手工配置和维护，不会被老化，不会被动态ARP表项覆盖。直到重新启动计算机为止。
一般情况下，ARP动态执行并自动寻求IP地址到以太网MAC地址的解析，无需管理员的介入。
当希望设备和指定用户只能使用某个固定的IP地址和MAC地址通信时，可以配置短静态ARP表项，当进一步希望限定这个用户只在某VLAN内的某个特定接口上连接时就可以配置长静态ARP表项。
可靠传输-TCP
SYN 是发起一个连接，ACK 是回复，RST 是重新连接，FIN 是结束连接等。TCP 是面向连接的，因而双方要维护连接的状态，这些带状态位的包的发送，会引起双方的状态变更。
TCP有流量控制和拥塞控制
三次握手
TCP 的连接状态查看，在 Linux 可以通过 netstat -napt 命令查看。
分割数据
如果 HTTP 请求消息比较长，超过了 MSS 的长度，这时 TCP 就需要把 HTTP 的数据拆解成一块块的数据发送，而不是一次性发送所有数据。
数据会被以 MSS 的长度为单位进行拆分，拆分出来的每一块数据都会被放进单独的网络包中。也就是在每个被拆分的数据加上 TCP 头信息，然后交给 IP 模块来发送数据。
在双方建立了连接后，TCP 报文中的数据部分就是存放 HTTP 头部 + 数据，组装好 TCP 报文之后，就需交给下面的网络层处理。
远程定位-IP
在 IP 协议里面需要有源地址 IP 和 目标地址 IP：
- 源地址IP，即是客户端输出的 IP 地址；
- 目标地址，即通过 DNS 域名解析得到的 Web 服务器 IP。
当存在多个网卡时，在填写源地址 IP 时，就需要判断到底应该填写哪个地址。这个判断相当于在多块网卡中判断应该使用哪个一块网卡来发送包。
这个时候就需要根据路由表规则，来判断哪一个网卡作为源地址 IP。 掩码与运算
有了MAC地址，为什么还要有IP地址？
有了MAC地址，为什么还要有IP地址？或者说有了 IP 地址，为什么还要用 MAC 地址？_有了mac地址为什么还需要ip地址呢_天亮i的博客-CSDN博客
有了IP为什么还要有MAC？
两点运输-MAC
在 MAC 包头里需要发送方 MAC 地址和接收方目标 MAC 地址，用于两点之间的传输。
一般在 TCP/IP 通信里，MAC 包头的协议类型只使用：
0800： IP 协议0806： ARP 协议
至此，网络包的报文如下图：
出口-网卡
网络包只是存放在内存中的一串二进制数字信息，没有办法直接发送给对方。因此，我们需要将数字信息转换为电信号，才能在网线上传输，也就是说，这才是真正的数据发送过程。
负责执行这一操作的是网卡，要控制网卡还需要靠网卡驱动程序。
网卡驱动获取网络包之后，会将其复制到网卡内的缓存区中，接着会在其开头加上报头和起始帧分界符，在末尾加上用于检测错误的帧校验序列。
送别者-交换机
交换机的端口不核对接收方 MAC 地址，而是直接接收所有的包并存放到缓冲区中。因此，和网卡不同，交换机的端口不具有 MAC 地址
交换机的 MAC 地址表主要包含两个信息：
- 一个是设备的 MAC 地址，
- 另一个是该设备连接在交换机的哪个端口上。
交换机根据 MAC 地址表查找 MAC 地址，然后将信号发送到相应的端口
地址表中找不到指定的 MAC 地址，交换机无法判断应该把包转发到哪个端口，只能将包转发到除了源端口之外的所有端口上，无论该设备连接在哪个端口上都能收到这个包。
此外，如果接收方 MAC 地址是一个广播地址，那么交换机会将包发送到除源端口之外的所有端口。
以下两个属于广播地址：
- MAC 地址中的
FF:FF:FF:FF:FF:FF - IP 地址中的
255.255.255.255
DNS出错，如何排查错误？
如何排查DNS解析出错？这四步轻松搞定 - 知乎 (zhihu.com)
1、通过whois查看域名状态
2、验证网络连接
3、ping主机
4、NSLookup
客户端卡顿可能是什么问题? 如何排查?
面试题|排查网页打开慢的方法有多少种? 我总结了15个 - 知乎 (zhihu.com)