1.1、说说TCP的三次握手和四次挥手

  • TCP是什么

TCP是传输控制协议，是面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层通信协议，将应用层的数据流分割成报文段并发送给目标节点的TCP层，为保证数据包不丢失，会给数据包添加上序号，对方收到则发送ACK确认，未收到则重传。TCP会使用奇偶校验和函数来校验数据在传输过程中是否有误。

  • “握手”是为了建立连接，TCP三次握手的过程如下：

建立全双工的通道进行数据传输
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在TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接（SYN (synchronize)是请求同步的意思，ACK是确认同步的意思。）：
第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认
第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN =》（ack = j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK（ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED转台，完成三次握手

  • 为什么需要三次握手才能建立连接：

为了初始化Sequence Number的初始值
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  • 首次握手的隐患—-SYN超时

Server收到Client的SYN，回复SYN-ACK的时候未收到ACK确认，Server不断重复直至超时，Linux默认等待63秒才端开连接

  • “挥手”是为了终止连接，TCP四次挥手的流程图如下：

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TCP采用四次挥手来释放连接

  • 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；
  • 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。
    • 为什么需要四次握手才能断开连接

因为全双工，发送方和接收方都需要FIN报文和ACK报文

  • TCP的滑动窗口
    • TCP滑动窗口是什么：滑动窗口是程序发送方与接收方的window区域根据处理能力动态更新window区域的一种方式
    • TCP滑动窗口的作用：流量控制和乱序重排
    • RTT：发送一个数据包到收到对应的ACK，所花费的时间
    • RTO：重传时间间隔

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1.2、UDP简介

  • UDP特点：

面向非链接，不可靠的传输协议，传输速度快，由于不维护连接状态，支持同时向多个客户端传输相同的消息，数据包报头只有8个字节，额外开销较小。吞吐量只受限于数据生成速率、传输速率以及机器性能，UDP尽最大努力交付，不保证可靠交付，因此主机不需要维持复杂的链接状态表。UDP是面向报文，不对应用程序提交的报文信息进行差分或者合并。

  • TCP与UDP的区别 | TCP | UDP | | —- | —- | | 面向连接 | 无连接 | | 可靠性 | 不可靠 | | 有序性 | 无序性 | | 速度慢 | 速度快 | | 重量级（报文大） | 轻量级（报文小） |

1.3、HTTP超文本传输协议

  • HTTP超文本传输协议是什么

HTTP超文本传输协议是应用层基于TCP / IP的通信协议，它提供了计算机的标准化方式相互通信沟通。

  • HTTP超文本协议有什么作用

用于在万维网(WWW)上传送数据，如图像文件，查询结果，HTML文件等，默认端口为TCP 80。

  • HTTP超文本协议有什么特点
    • 支持客户/服务器模式
    • 简单快速：客户端向服务器发送信息的时候，只需传送方法和路径
    • 灵活：http允许传输任意类型的数据和对象，正在传输的类型一般使用commentType加以标记
    • 无连接：限制每次连接只处理一个请求，服务器收到客户的请求，并受到客户的应答之后，既端开连接
    • 无状态：无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。
  • HTTP请求结构

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  • HTTP响应结构

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  • HTTP的工作原理：

一次HTTP操作称为一个事务，其工作过程可分为四步：

  • 首先客户机与服务器需要建立连接。只要单击某个超级链接，HTTP的工作就开始了。
  • 建立连接后，客户机发送一个请求给服务器，请求方式的格式为：统一资源标识符(URL)、协议版本号，后边是MIME信息包括请求修饰符、客户机信息和可能的内容。
  • 服务器接到请求后，给予相应的响应信息，其格式为一个状态行，包括信息的协议版本号、一个成功或错误的代码，后边是MIME信息包括服务器信息、实体信息和可能的内容。
  • 客户端接收服务器所返回的信息通过浏览器显示在用户的显示屏上，然后客户机与服务器断开连接。
  • 注意：如果在以上过程中的某一步出现错误，那么产生错误的信息将返回到客户端，由显示屏输出。对于用户来说，这些过程是由HTTP自己完成的，用户只要用鼠标点击，等待信息显示就可以了

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  • 在浏览器地址栏键入URL，按下回车之后经历的流程

①DNS解析：浏览器根据URL逐层查询DNS服务器缓存，解析URL中域名对应的IP地址，查询的DNS缓存依次是浏览器缓存、系统缓存、路由器缓存、IPS服务器缓存、域名服务器缓存、顶级域名服务器缓存
②TCP连接：在找到IP地址后，会根据IP、对应端口和服务器建立TCP连接
③发送HTTP请求：浏览器会发出读取文件的HTTP请求，该请求将发送给服务器
④服务器处理请求并返回HTTP报文：服务器对浏览器请求做出响应，并把对应的HTML文本响应报文返回给浏览器
⑤浏览器解析渲染页面
⑥连接结束

  • HTTP状态码
    • 1xx：指示信息——表示请求已接收，继续处理
    • 2xx：成功——表示请求已被成功接收、理解、接受
    • 3xx：重定向——要完成请求必须进行进一步的操作
    • 4xx：客户端错误——请求有语法错误或者请求无法实现
    • 5xx：服务器错误——服务器未能实现合法的请求
  • HTTP常见状态码
    • 200 OK：正常返回信息
    • 400 Bab Request：客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解
    • 401 Unauthorized：请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用
    • 403 Forbidden：服务器收不到请求，但是拒绝提供服务
    • 404 Not Found：请求资源不存在，eg：输入错误的URL
    • 500 Internal Server Error：服务器发生不可预期的错误
    • 503 Server Unavailable：服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能回复正常
  • Get请求和POST请求的区别（从三个层面去回答）
    • Http报文层面：

Get将请求信息放在URL，POST放在报文体中，相对来说，POST请求相比GET请求会安全一些，GET请求的参数长度会受到URL长度的限制，而POST的参数放在报文体中，不存在长度的限制。

  • 数据库层面：

GET符合幂等性和安全性，POST不符合，GET请求一般是用来做查询操作，所以同一请求一次或多次进来，对数据产生的结果都是一致的，而且他并不会影响数据库的结果，因此GET请求是符合幂等性和安全性，而POST请求一般都是往后台提交数据，每次都会提交一份资源，有可能会不满足接口的幂等性。

  • 其它层面：

GET可以被缓存，被存储，而POST不行

  • Cookie和Session的区别
    • Cookie

是有服务器发送给客户端的特殊信息，以文本的形式存放在客户端，而客户端再次向服务端发送请求时，都会带上Cookie信息，服务器接收到Cookie后，会解析Cookie生成与客户端相对应的内容
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  • Session

服务端的机制，在服务器上保存的信息，解析客户端请求并操作session id，按需保存状态信息
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  • 区别：
    • Cookie数据存放在客户的浏览器上，Session数据存放在服务器上
    • Session相对于Cookie更安全
    • 若考虑减轻服务器负担，应当使用Cookie

Cookie和Session的使用参考连接：链接1 或 链接2

  • HTTP和HTTPS（超文本安全传输协议）的区别

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  • SSL（Security Sockets Layer）
    • 为网络通信提供安全及数据完整性的一种安全协议
    • 是操作系统对外的API，SSL3.0后更名为TLS
    • 采用身份验证和数据加密保证网络通信的安全和数据完整性
  • 加密方式：
    • 对称加密：加密和解密都使用同一个密钥
    • 非对称加密：加密使用的密钥和解密使用的密钥是不相同的
    • 哈希算法：将任意长度的信息转换为固定长度的值，算法不可逆
    • 数字签名：证明某个消息或者文件是某人发出/认同的
  • HTTPS数据传输流程

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