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计算机网络知识汇总

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OSI七层模型是什么？他是一种网络通信模型，全称是开放系统互连参考模型。它将网络通信过程自上而下分为7个逻辑层，每一层都有其明确的职责包括：应用层---

OSI七层模型是什么？

他是一种网络通信模型，全称是开放系统互连参考模型。它将网络通信过程自上而下分为7个逻辑层，每一层都有其明确的职责

包括：应用层--->表示层--->会话层--->传输层--->网络层--->数据链路层--->物理层

应用层：面向用户的，提供网络接口，比如http、ftp、smtp等协议都工作在这一层。应用层是用户与网络交互的入口

表示层：主要负责数据管理通信双方的会话的格式转换、加解密和压缩。他确保不同系统之间的数据能够正确解析。

会话层：用于管理通信双方的会话，来建立、维护和终止会话连接。

传输层：提供端到端的数据传输服务，支持可靠传输(如TCP)和不可靠传输(如UDP),并进行端口号的区分

网络层：负责路径选择和逻辑地址(IP地址)的分配，实现跨网络的数据包传输，典型协议有IP、ICMP等

数据链路层：将网络层传来的数据封装成帧，负责物理地址(MAC地址)的识别和错误检测、确保相邻节点间的可靠传输

物理层：负责比特流的传输，包括光纤、网卡等物理介质，是硬件级别的传输层

发送端封装过程（自上而下）：

┌──────────────┐
│  应用层      │
│  [原始数据]   │
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  表示层      │
│  [编码/加密/压缩] │
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  会话层      │
│  [会话控制信息] │
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  传输层      │
│  [传输头 + 数据] │ ← 段（Segment）
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  网络层      │
│  [IP头 + 段]   │ ← 包（Packet）
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  数据链路层  │
│  [帧头 + 包 + 帧尾] │ ← 帧（Frame）
└──────┬───────┘
       ↓
┌──────────────┐
│  物理层      │
│  [比特流]     │ ← 0/1 电信号或光信号
└──────────────┘

OSI七层模型每一层在处理数据时是怎么封装的？

某些层在向下一层传递数据时会添加自己的头部信息，少数还可能添加尾部信息，经过7层包装后最终形成完整的帧或比特流进行发送。

应用层产生一个原始数据，比如一个http请求；

表示层可能对数据进行编码、压缩、加密等，但封装不加额外头部，处理完再往下传

会话层来管理通信控制，一般不会显示添加头部

传输层将上层数据封装成一个段(segment)，并添加传输层头部信息，如tcp/udp头，包括端口号、序列化等

网络层将传输层的段封装成一个包(package),添加网络层头部信息(如ip头，包含源ip和目标ip)

数据链路层将包封装成一个帧(frame)，添加帧头和帧尾(包含MAC地址和CRC校验码)

物理层将帧转换为比特流(bits)，通电光纤、电缆等传输出去

所以从发送端来看，整个数据封装流程是：

数据 → 段（Segment） → 包（Packet） → 帧（Frame） → 比特流（Bits）

在接收端整个过程会反过来解析，每层解析并剥离自己的头部，直到还原出最初的应用数据

┌────────────────────────────┐
│  应用层（HTTP 协议）         │
│  GET / HTTP/1.1             │
│  Host: example          │
│  ...                        │ ← 原始 HTTP 请求数据
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  表示层（编码/加密）         │
│  HTTP 文本按 UTF-8 编码     │
│  （可能加密/压缩）           │
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  会话层（管理会话）          │
│  标记该会话的状态            │
│  （浏览器和服务器之间的连接）│
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  传输层（TCP 协议）          │
│  TCP 头部：                  │
│    源端口：49152             │
│    目标端口：80              │
│    序列号、确认号、校验和等   │
│  +                            │
│  HTTP 请求数据               │ ← 形成“段 Segment”
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  网络层（IP 协议）           │
│  IP 头部：                   │
│    源 IP：192.168.1.100       │
│    目标 IP：93.184.216.34     │
│    TTL、协议号等             │
│  +                            │
│  TCP 段                      │ ← 形成“包 Packet”
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  数据链路层（如以太网）       │
│  帧头（Ethernet）：           │
│    源 MAC：AA:BB:CC:DD:EE:01 │
│    目标 MAC：AA:BB:CC:DD:EE:02│
│  帧尾（CRC 校验）            │
│  +                            │
│  IP 包                       │ ← 形成“帧 Frame”
└────────────┬─────────────┘
             ↓
┌────────────────────────────┐
│  物理层                     │
│  把帧转为比特流（电信号）     │
│  010101011010...            │ ← 最终发送的“比特流 Bits”
└────────────────────────────┘

OSI七层模型中每层的常见协议？

层名常见协议
应用层HTTP、FTP、DNS、SMTP
表示层SSL/TLS、JPEG、MPEG、ASCII
会话层NetBIOS、RPC、SQL 会话、Named Pipes
传输层TCP、UDP
网络层IP、ICMP、ARP、IGMP
数据链路层Ethernet、PPP、MAC、VLAN
物理层RJ45、光纤、Wi-Fi、比特流

TCP/IP协议是什么？

OSI模型是理论参考模型，而TCP/IP是实际应用的协议体系，是一个协议族

核心协议包括：

TCP：传输控制协议，提供可靠的、面向连接的数据传输，确保数据完整、按序到达

IP：网际协议，负责寻址与路由，保证数据从源主机发送到目标主机

TCP/IP大致分为4层，其中：

应用层对应OSI的上三层(应用层、表示层、会话层)：负责提供网络服务给用户，常见协议有HTTP\FTP\SMTP；

传输层对应OSI的传输层：提供端到端的通信服务，包括数据传输的可靠性和顺序，常见协议有TCP/UDP;

网络层对应OSI的网络层：负责数据包从源地址到目的地址的路由和转发，核心协议有IP\ICMP\ARP

网络接口层(链路层)对应OSI的数据链路层+物理层：负责主机和物理网络之间的数据传输，包含物理地址识别、帧封装和传输，常见技术有WIFI、Ethernet等

TCP/IP为什么只有4层？

只有四层是因为他是从实际网络协议实现出发设计的，更强调实用性和协议集成度，而不是像OSI模型那样从功能上严格划分为七层。

具体来说，TCP/IP将OSI的应用层、表示层、会话层合并为应用层，因为很多网络协议(如HTTP、FTP)本身就同时处理了数据格式、会话管理等功能，不需要再分层。

将OSI的数据链路层和物理层合并为网络接口层，因为在现实中，网卡和驱动往往一体完成物理层和数据链路层的任务，操作系统直接通过网卡驱动收发帧。

IP协议包含哪些字段？

ipv4(不含选项时报文最小是20字节，含选项时报文最大可达60字节)

字段名称长度（位）说明
Version4协议版本号，IPv4 为 4
IHL4首部长度
Type of Service8服务类型（TOS）/DSCP
Total Length16数据报总长度
Identification16标识分片
Flags3分片标志
Fragment Offset13分片偏移量
Time To Live (TTL)8生存时间，防止死循环
Protocol8上层协议类型（如 TCP 是 6）
Header Checksum16IP 头校验和
Source IP Address32源 IP 地址
Destination IP32目标 IP 地址
Options（可选）可变扩展字段（可选）

 示例：

45 00 00 3C AB CD 40 00 40 06 1A 2B C0 A8 01 0A AC 10 00 01

|字节偏移| 字段名称             | 长度（位） | 示例值(x)  | 说明                   |
| ----- | -------------------- | ----- | ------------- | -------------- |
| 0     | Version + IHL        | 8     | `45`          | 版本4 + 首部长度                    
|                                                         (5×4=20字节) 
|
| 1     | Type of Service      | 8     | `00`          | TOS                  |
| 2-3   | Total Length         | 16    | `00 3C`       | 60 字节总长              |
| 4-5   | Identification       | 16    | `AB CD`       | 分片标识                 |
| 6-7   | Flags + Fragment Off | 16    | `40 00`       | 不分片，偏移为 0            |
| 8     | Time to Live         | 8     | `40`          | TTL = 64             |
| 9     | Protocol             | 8     | `06`          | TCP 协议               |
| 10-11 | Header Checksum      | 16    | `1A 2B`       | 校验和                  |
| 12-15 | Source IP            | 32    | `C0 A8 01 0A` | 192.168.1.10         |
| 16-19 | Destination IP       | 32    | `AC 10 00 01` | 172.16.0.1           |

ipv6(报文是固定的40字节大小)字段更精简，结构更适应现代网络。

字段名称长度（位）说明
Version4协议版本号，IPv6 为 6
Traffic Class8流量类别（类似 IPv4 的 TOS）
Flow Label20流标签，用于标识数据流
Payload Length16负载长度，不包括头部
Next Header8下一个头部类型（类似 IPv4 的 Protocol）
Hop Limit8跳数限制，替代 TTL
Source IP Address128源 IPv6 地址
Destination IP128目的 IPv6 地址

 示例：

60 00 00 01 05 00 06 40  
20 01 0D B8 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01  
24 08 84 0E 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02
字节偏移字段名称长度（位）示例值（十六进制）说明
0-3Version + TC + FL3260 00 00 01版本6，流量类0，流标签1
4-5Payload Length1605 00有效负载长度：1280 字节
6Next Header806TCP 协议
7Hop Limit840跳数限制 64
8-23Source IP12820 01 0D B8 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 01IPv6 源地址
24-39Destination IP12824 08 84 0E 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 02IPv6 目的地址

Ipv4和Ipv6的区别？

ipv6是为了解决ipv4地址枯竭、安全性和效率问题而设计的下一代互联网协议，拥有更大的地址空间和更简洁的头部结构

区别点IPv4IPv6
地址长度32 位（4 字节）128 位（16 字节）
地址表示点分十进制，如：192.168.1.1冒分十六进制，如：2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334
地址数量约 43 亿个理论上接近无限（2¹²⁸） 340万亿
报文头大小最小 20 字节，最大 60 字节（含选项）固定 40 字节
NAT 支持支持，需要解决地址不足问题不需要 NAT，地址充足
广播方式支持广播不支持广播，改用多播（Multicast）
配置方式通常需要手动或 DHCP 配置支持自动地址配置（SLAAC）
安全支持可选 IPsecIPsec 是强制标准
兼容性已广泛部署正在逐步推广，不兼容 IPv4

IP中的子网掩码、网络地址、广播地址、主机地址都是什么？

在IP网络中，一个IP地址通常由两部分组成：网络部分和主机部分分，具体的划分由子网掩码决定。子网掩码是一串32位的二进制数，1表示网络位，0表示主机位，用来区分一个IP地址的网络部分和主机部分。其中1和0的数量由前缀长度决定，前缀长度是用来表示子网掩码中网络位长度的一个数字。

网络地址是将IP地址和子网掩码按位与的结果，即网络位全是1，主机位全是0，用于标识一个子网的起始地址，不可以分配给主机使用。

广播地址是在同一子网中，用于向该子网中所有主机发送数据的特殊地址，计算方式是将IP地址主机位全部置1。

主机地址是指介于网络地址和广播地址之间的IP地址，这些地址才可以真正分配给设备使用，是子网中真正可用的地址空间。

二进制表示点分十进制
IP地址11000000.10101000.00001010.00010010192.168.10.18
子网掩码11111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.0
网络地址11000000.10101000.00001010.00000000192.168.10.0
广播地址11000000.10101000.00001010.11111111192.168.10.255
主机地址范围从192.168.10.1到192.168.10.254可用主机IP地址范围

介绍下大端字节序和小端字节序？

大端字节序：数据的高位字节存放在内存的低地址，低位字节存放在高地址

                      高字节在前，低字节在后

                     网络协议(如TCP/IP)规定使用大端字节序，也成为网络字节序

32 位整数 0x12345678 存储顺序为：
地址低    →       高
0x12 0x34 0x56 0x78

小端字节序：数据的低位字节存放在内存的低地址，高位字节存放在高地址

                       低字节在前，高字节在后

                       x86架构的CPU默认使用小端字节序

32 位整数 0x12345678 存储顺序为：
地址低     →      高
0x78 0x56 0x34 0x12

字节序转换api  <arpa/inet.h>

htonl()、htons()：主机字节序---->网络字节序     （小/大端字节序 ---->  大端字节序）

ntohl()、ntohs()：网络字节序----->主机字节序     （大端字节序 ----> 小/大端字节序）

....l：用于对32位(long类型)整数进行转换

...s：用于对16位(short类型)整数进行转换

uint32_t host_long = 0x12345678;  // 32 位整数
uint16_t host_short = 0x1234;     // 16 位整数
// 转换为网络字节序（大端）
uint32_t net_long = htonl(host_long);
uint16_t net_short = htons(host_short);

什么是 MAC 地址？

MAC地址是网卡在数据链路层的物理地址，用于在局域网内唯一标识每一台设备。

MAC地址由48位二进制(6字节)构成，通常写作6组十六进制，如：00:1A:2B:3C:4D:5E。

前3字节是厂商编号，后3字节由厂商自定义，保证唯一。

MAC地址的作用：

MAC 地址用于局域网内设备之间的通信，是以太网中定位目标设备的关键。当一台设备发送数据时，会将目标设备的 MAC 地址写入数据帧头部，确保数据能够在局域网中准确送达目标网卡。

注意：如果只知道对方 IP 地址，系统会先通过 ARP 协议查询对应的 MAC 地址，然后再发送数据。

什么是NAT?

背景：ipv4公网地址是稀缺资源，数量有限，不够给世界上每一个设备都分一个唯一的公网ip

NAT(网络地址转换)是一种在路由器上实现的技术，用于在私有网络和公网之间转换IP地址，解决Ipv4地址不足的问题。

我们用一台路由器（或运营商设备）来分配一个公网 IP，所有连到这台路由器的设备（电脑、手机、电视等）用私有 IP（如 192.168.x.x），但是内网设备使用的私有ip地址无法直接访问公网，所以需要通过 NAT 技术将私有ip统一转换成公网 IP 后才可以上网。

         ┌──────────────┐
         │   Internet   │
         │ 公网服务器IP │
         └─────┬────────┘
               │
         公网地址:Port
        ┌──────▼──────┐
        │   路由器/NAT │ ←←← 拥有一个公网 IP，如 203.0.113.1
        └──┬────▲────┬┘
           │    │    │
           │    │    │
┌──────────▼┐ ┌─▼────────┐ ┌─────────▼┐
│ PC1       │ │  PC2     │ │  手机     │
│ 192.168.1.2│ │192.168.1.3│ │192.168.1.4│
└───────────┘ └──────────┘ └──────────┘
内网设备NAT 映射关系（出网）外网服务器看到的是
192.168.1.2:1234→ 203.0.113.1:50001（NAT分配端口）请求来自 203.0.113.1:50001
192.168.1.3:2345→ 203.0.113.1:50002请求来自 203.0.113.1:50002

什么是DNS?

DNS(Domain Name System, 域名系统)，是互联网中的地址解析服务，它的作用是将人类易读的域名(如www.example)转换成计算机能识别的IP地址(如98.131.216.24)。

为什么需要DNS?

因为用户访问网站更容易记住域名，但网络通信依赖ip地址，DNS就是负责做

"域名<--->IP"的映射，让我们可以用域名访问网站。相当于互联网的电话薄

DNS的工作流程：

  • 用户在浏览器中输入网址（如 www.baidu）；

  • 操作系统先查本地缓存，有则直接用；

  • 没有则向本地 DNS 服务器发起查询请求；

  • 本地 DNS 若没有记录，则层层向根域名服务器 → 顶级域服务器 → 权威 DNS 服务器查询；

  • 找到 IP 地址后返回，浏览器用这个 IP 去访问目标服务器。

查询时有两种方式：递归查询和迭代查询

递归查询：客户端(浏览器或操作系统)向本地DNS服务器请求解析域名，本地DNS服务器全权负责找出最终ip并返回，客户端只问一次，本地服务器背后可以多次跳转，对客户端友好、负担小，压力都在本地DNS服务器。

迭代查询：本地DNS服务器接收到客户端的请求后，会先向跟DNS查询，如果没查询到继续问DNS，DNS也没查到再去问权威DNS

  • 本地 DNS 向根 DNS 查询：

    “你知道 www.example 的 IP 吗？”

  • 根 DNS 回复：

    “我不知道，但你可以去问 的 DNS 服务器。”

  • 本地 DNS 接着问 DNS， DNS 再说“你问权威 DNS 吧”...

  • 从客户端视角来看 —— 我发了一个请求，本地 DNS 会“递归查到底”；

  • 从本地 DNS 自己视角来看 —— 它是靠自己一步步 “迭代” 地去问根服务器、TLD 服务器、权威服务器，才拿到最终结果的。

客户端（你）
   ↓ 递归查询
本地 DNS
   ↓ 迭代查询
根服务器         → 返回 “去找  TLD”
   ↓
 TLD服务器   → 返回 “去找 example 权威服务器”
   ↓
example 权威服务器 → 返回 www.example 的 IP 地址

Http常见状态码有哪些？

1xx（信息性状态码）

表示请求已被接收，需要继续处理。

  • 100 Continue：客户端应继续发送请求的剩余部分。

2xx（成功状态码）

表示请求已成功被服务器接收、理解并处理。

  • 200 OK：请求成功，响应中包含请求的数据（如 GET 请求）。

  • 201 Created：请求成功且服务器创建了新资源（如 POST 请求）。

  • 202 Accepted：请求已接受但尚未处理完成（异步任务）。

  • 204 No Content：请求成功，但响应无内容（如 DELETE 请求）。

3xx（重定向状态码）

表示需要客户端进一步操作以完成请求。

  • 301 Moved Permanently：资源已永久重定向到新 URL，浏览器会缓存。

  • 302 Found：资源临时重定向到新 URL，浏览器不缓存。

4xx（客户端错误状态码）

表示客户端请求有错误。

  • 400 Bad Request：请求语法错误，服务器无法理解。

  • 401 Unauthorized：需要身份验证（如未登录）。

  • 403 Forbidden：服务器拒绝请求（无权限）。

  • 404 Not Found：请求的资源不存在。

  • 405 Method Not Allowed：请求方法不被允许（如 GET 接口用 POST 访问）。

  • 408 Request Timeout：请求超时。

  • 429 Too Many Requests：请求频率过高（限流）。

5xx（服务器错误状态码）

表示服务器处理请求时出错。

  • 500 Internal Server Error：服务器内部错误（如代码异常）。

  • 502 Bad Gateway：代理服务器从上游服务器收到无效响应。

  • 503 Service Unavailable：服务不可用（如过载或维护）。

  • 504 Gateway Timeout：代理服务器等待上游服务器响应超时。

HTTP 请求中包含什么？

一个标准的 HTTP 请求由以下几部分组成：

<请求行>            ← 命令 + 路径 + 协议版本
<请求头部>          ← 一组键值对，描述客户端、格式、认证等
<空行>              ← 用于分隔头部和请求体
<请求体>（可选）     ← 主要用于 POST/PUT 请求，包含实际数据

HTTP 响应中包含什么？

<状态行>          ← 响应结果的状态代码、原因短语、HTTP 版本
<响应头部>        ← 一组键值对，说明服务器、响应体格式等信息
<空行>            ← 分隔头部和响应体
<响应体>（可选）   ← 实际的响应内容（HTML、JSON、图片等）

HTTP 请求头中包含什么？

请求头字段作用说明示例
Host指定目标服务器的主机名和端口（HTTP/1.1 必需）Host: www.example
User-Agent客户端信息（浏览器或程序名称/版本）User-Agent: Mozilla/5.0 ...
Accept客户端可接受的响应类型Accept: text/html, application/json
Content-Type请求体的数据类型（POST/PUT 时使用）Content-Type: application/json
Content-Length请求体的长度（单位：字节）Content-Length: 123
Cookie客户端携带的 Cookie 数据，用于会话或身份识别Cookie: sessionid=abc123; theme=dark

 HTTP 响应头中包含什么？

响应头字段作用说明示例
Content-Type响应体的数据类型，如 HTML、JSON、图片等Content-Type: application/json
Content-Length响应体的字节长度Content-Length: 348
Set-Cookie设置 Cookie 给客户端，通常用于登录状态或跟踪Set-Cookie: sessionid=abc123; Path=/
Content-Encoding响应压缩方式Content-Encoding: gzip

Get和Post有什么区别？

GET 和 POST 的主要区别在于参数传输方式和使用场景。
GET 把参数放在 URL 里，适合用于获取资源；POST 把参数放在请求体里，适合提交表单或数据。
GET 会被浏览器缓存，有长度限制，也容易被拦截，不适合传敏感信息；
而 POST 更安全，数据量大也没问题，更适合提交修改或新增操作。
此外，GET 通常是幂等的(无论操作执行多少次，结果都是一样的)，POST 则可能带来副作用。

HTTP 长连接 vs. 短连接的区别是？

短链接就是客户端和服务端完成一次请求-响应后，TCP连接就立即关闭。下一次请求又得重新建立连接。HTTP1.0默认就是短连接，短链接效率低但省资源

长连接就是客户端和服务端完成一次请求-响应后，TCP连接不关闭，而是保持一段时间(直到超时或手动关闭)，允许在这个连接上继续发送后续请求。HTTP1.1默认就是长连接，通过请求头connection:keep-alive实现。长连接效率高但占用资源

HTTP vs. HTTPS有什么区别?

HTTP和HTTPS的最大区别就是安全性。http是明文传输的，别人能在你和服务器之间偷看甚至篡改内容；而https在http基础上加入了SSL/TLS加密协议，实现加密传输，即使别人拦截到数据也看不懂，https还能验证服务端身份，防止钓鱼网站。https需要申请数字证书，默认使用443端口，http使用的端口是80。虽然https由于握手等过程会导致速度稍慢，但随着硬件性能提升这种速度上的差异可以忽略了，浏览器、搜索引擎更推荐使用https

HTTPS 的「秘钥交换 + 证书校验」全流程？

HTTPS的核心就是TLS加密，保证数据安全。流程其实就是浏览器和服务器先打个招呼，确认彼此支持啥加密算法。浏览器(客户端)会告诉服务器：“我这支持这些加密算法，咱们用哪个？”服务器看了看客户端支持的加密算法，就选了个两边都支持的算法，然后给你发过来它的身份证明----也就是数字证书，里面有服务器的公钥。

浏览器拿到证书会去验证它有没有过期、是不是给这个网站的，还有签名是不是权威机构签的，确保证书真没问题。验证完后浏览器就会随机生成一个对称加密的密钥，用服务器的公钥把他加密发过去，服务器收到后用自己的私钥解密，就拿到了这个密钥。这样两边就共享了一个私密钥匙(浏览器生成的那个对称加密密钥)，接下来传输数据就是靠这个钥匙对称加密，速度快又安全。

总的来说就是，先确认身份(证书校验)，再安全的交换"密码"(密钥交换)，然后用这个密码加密通信。

WebSocket 简介 & 与 HTTP 的核心区别？

websocket简单来说就是一种全双工的通信协议，它建立在TCP之上，可以让服务端和客户端之间实现持续的、双向的通信连接。不像HTTP那种一次请求一次响应，websocket一旦建立连接双方就可以随时推送消息，比较适合即时聊天、实时推送、在线游戏这种对实时性要求高的场景。

区别：

①连接方式不一样：http是一次请求一次响应，客户端发一次请求，服务端返回一次数据就结束了；websocket是客户端发起一个请求握手之后，连接就保持着，后面双方可以随时发消息

②通信方式不一样：http是半双工，同一时刻只能一方发、另一方收；websocket是全双工，也就是客户端和服务端可以同时互相给对方发送消息

③性能方面：websocket更轻量，建立连接之后的数据不再有像http那样的头部冗余，而且不用频繁建立连接，能减少很多开销

④使用场景不同：http适合传统的网页加载、接口调用；websocket更适合高频率、实时交互的应用

从「敲下一个 URL」到「页面出现在屏幕」发生了什么？

当在浏览器中输入一个url后，首先浏览器会解析这个地址，看是哪个域名，然后走DNS解析流程去找域名对应的ip地址。接着就是建立连接，如果是http1.1就是TCP三次握手，如果是http3就是基于QUIC进行连接。如果是https还会再走一层TLS握手，打通加密路线。路线通了后，浏览器发出一个http请求，服务器收到请求后处理业务、准备资源、返回对应的HTML、CSS、JS等内容。浏览器边下载边渲染，构建DOM(把html内容解析成一个可以编程操作的树状结构，这个树表示有哪些元素)、CSSOM(浏览器对CSS的解析结果，表示这些元素怎么显示)，执行JS(操控页面内容和行为)，最终把页面加载出来。页面加载完毕后，如果短时间内没有新的请求，连接也会通过四次挥手正常关闭。

什么是重定向？重定向与请求转发的区别？

重定向就是服务器让请求的浏览器重新访问另一个地址

比如你访问 /login，服务器说：“不行，你得先登录”，然后返回一个 302 或 301，让浏览器自动跳到 /loginPage —— 这就叫重定向。

浏览器地址栏会变，用户能感知这个跳转。

请求转发就是服务器内部把请求，偷偷交给另一个资源处理，比如你访问 /a，服务器内部判断你没登录，然后说：“这事我不处理，交给 /login 来处理”，但这个交接是在服务器内部完成的，浏览器完全不知道。

区别：

点重定向请求转发
谁跳的浏览器跳服务器内部跳
地址栏会变不变
请求次数两次一次
数据能带过去吗不能带请求体可以共享请求数据（request）

 HTTP 是基于 TCP 还是 UDP？

HTTP/1.x系列和主流HTTP/2都是基于TCP的，而HTTP/3基于UDP,具体来说是基于UDP的QUIC协议

谈谈 HTTP 的缓存机制，服务器如何判断缓存是否过期？

http缓存就是浏览器或中间代理保存之前请求过的资源，下次访问时先用缓存，减少重复请求，加快速度，减轻服务器压力。

缓存有两个关键点：缓存的存活时间和是否更新

服务器通过响应头告诉客户端缓存策略，比如cache-control和expires指定缓存多久有效(这的有效指的是浏览器信任这个缓存没有更新，认为缓存还是有效的)。客户端如果在有效期内，直接用缓存，不去服务器。如果缓存时间过了，浏览器会带着缓存的标识(比如If-Modified-Since或If-None-Match)去问服务器这个资源有没有更新。

服务器收到后会比对资源最后修改时间或ETag(资源唯一标识)，如果没有就返回304 Not Modified,告诉浏览器继续用缓存；如果变了，就返回新的资源给浏览器保存

简单来说，服务器靠时间戳或唯一标识ETag来判断缓存是否过期

注意：服务端会通过响应头告诉某些东西能不能缓存，缓存多久.....但真正保存缓存的是客户端

TCP解决了什么问题？

首先ip协议只是负责把数据从一台机器送到另一台机器，但是他不保证数据能不能送到、顺序对不对、有没有丢。所以光靠ip，就像打电话信号断了都没人管

tcp就是在这基础上做了增强，他能保证数据一定送到、保证顺序是对的，而且数据不会重复不会丢失。他还会在传的时候确定有没有收到，收到了就继续，没收到就重发。简单来说，tcp解决了ip不可靠的问题，让网络传输变得可靠、稳定。依赖的是tcp的三次握手和四次挥手机制。

TCP的头部格式？

tcp头有一些固定字段和可选字段组成。最基本的TCP头部是20字节+可选项，具体包含的有源端口和目的端口(用于说明谁发给谁)、序列号和确认号(保证数据顺序和可靠)、数据偏移(说明头部有多长)、标志位(比如说SYN\ACK\FIN来控制连接)等等。

TCP工作在那一层？

传输层，对于OSI七层模型来说工作在第4层的传输层，对于TCP/IP四层模型来说工作在传输层

上承会话层(7层)/应用层(4层)

下接网络层

TCP与UDP的区别？

最大区别是tcp可靠、udp不可靠；tcp会先通过三次握手建立连接、传数据时会确认并且数据丢失会重发，保证数据不丢不乱；而udp就是直接发，快，但是可能会丢数据，适合要求实时但不追求可靠的场景，比如语音、视频、直播这种。

TCP 和 UDP 的应用场景？

tcp适用于需要可靠、按序、完整数据传输的场景

如网页浏览、文件传输、数据库连接

udp适用于追求实时、低延迟、允许部分丢包的场景

如语音、视频通话、在线游戏

介绍少TCP的三次握手？

客户端调用 connect()，发出一个带 序列号(SYN) 的包，此时进入阻塞状态。
服务端事先调用 listen() 和 accept()，accept() 阻塞等待连接。
当服务端收到客户端的 序列号(SYN) 后，内核自动回复一个带 序列号+应答(SYN+ACK) 的包。
客户端收到这个 序列号+应答(SYN+ACK) 后，发送一个 应答ACK 确认，三次握手完成，connect() 返回。
当服务端收到客户端这个 应答ACK 时，连接正式建立，accept() 返回一个用于通信的新 socket。

介绍下四次挥手？

TCP 的四次挥手是为了优雅地断开连接。首先，客户端调用 close()，发一个带 结束连接(FIN) 的包给服务端，表示“我这边发完了”。服务端收到后，回一个 ACK 表示“我知道了”，但这时它可能还有数据没发完。等它处理完后，也调用 close() 发一个 FIN 给客户端，表示“我也发完了”。客户端收到后再回一个 ACK，至此连接才真正断开。因为连接是双向的，所以需要双方都发一次 FIN，各自确认一次 ACK，所以一共是四次挥手。

除了标准的四次挥手（FIN/ACK）优雅关闭，TCP 还可以通过发送 RST 报文进行急迫中断（TCP 头部中 RST 标志位置 1，表示“重置连接“），以立即释放连接资源。

为什么挥手需要 TIME_WAIT？

TIME_WAIT 是 TCP 主动关闭方在连接关闭后进入的一个等待状态，主要有两个目的：一是确保主动关闭方最后发出的 ACK 包被对方收到，避免对方重发 FIN 导致连接异常；二是等待网络中残留的旧数据包自然消失，防止这些老包影响后续可能用相同 IP 和端口的新连接。这个等待时间一般是两倍最大报文寿命（MSL），保证连接彻底关闭和安全。

详解

作用一：

TCP 断开是四次挥手，主动关闭方最后要发一个 ACK 给被动关闭方，确认它的 FIN 包。

但是如果网络不稳定，最后那个 ACK 包可能没送到。被动关闭方没收到 ACK 会重发 FIN 包。如果主动关闭方已经关闭了连接，不再响应对方的 FIN，就会出现双方不一致，连接没完全关闭。

主动关闭方停留在TIME_WAIT状态的作用就是为了能继续接受被动关闭方重发的FIN，并重新发送ACK,确保对方确认连接关闭，保证双方都知道连接彻底断开

第二个作用：防止旧连接数据干扰新连接
TCP 连接是由4元组（源IP、源端口、目标IP、目标端口）唯一标识的。
如果没有 TIME_WAIT，网络中可能还有上一条连接的旧数据包延迟到达，新连接用同样的4元组，可能会误收老数据，导致错误。
TIME_WAIT 期间，旧数据包会被丢弃，确保下一次用同一4元组的新连接不会被“污染”

在 TIME_WAIT 状态收到新 SYN 会怎样？

TIME_WAIT 状态的一个作用就是：防止旧连接的“残留包”影响新连接。所以当一个连接处于 TIME_WAIT 时，操作系统会认为这个端口组合（四元组：源IP+端口、目的IP+端口）还在“冷却期”。所以，如果你这时候又用相同的四元组来发 SYN（比如短时间内重复 connect)，操作系统一看：这个连接还在 TIME_WAIT，不接受！有些系统会直接丢掉这个 SYN；有些系统支持 “TCP 端口重用（如 SO_REUSEADDR / SO_REUSEPORT）”，会等 TIME_WAIT 快过了才允许你重连。

TIME_WAIT、CLOSE_WAIT 状态发生在哪一步？

  • CLOSE_WAIT：被动关闭方（先收到 FIN 的那一方）收到 FIN 后，TCP 内核回了 ACK，但应用程序还没调用 close()，所以卡在这里等，进入了CLOSE_WAIT状态。

  • TIME_WAIT：主动关闭方，完成四次挥手最后一步后，进入 TIME_WAIT 等两倍 MSL，防止连接关闭不一致和旧包乱入。

TCP如何保证的可靠传输？

TCP 主要靠这几个机制保证可靠传输：

  • 三次握手建立连接，确保双方都准备好了再传数据。

  • 序号（Sequence Number）+ 确认应答（ACK），能标记每个包的顺序，也能确认对方有没有收到。

  • 重传机制，包丢了没收到 ACK，会自动重发。

  • 接收方有滑动窗口，发送方有拥塞控制，能控制流量，避免网络堵塞。

  • 校验和，能检测传输过程中的数据损坏。

序号（Sequence Number）+ 确认应答（ACK）：

  • 每个 TCP 数据包都有一个序号（seq），比如：1001、1002...

  • 收到方返回一个 ACK，说“我已经收到了你发的这个序号，下一段请发这个序号之后的数据”；

  • 如果有数据没到，ACK 就不会变，发包方就知道这块数据还没收到。

        这样就不会出现“顺序错了”或者“漏了数据还不知道”。

重传机制（超时重传 + 快速重传）：

  • 如果发送的数据长时间没收到 ACK，就触发超时重传。

  • 或者接收方连续回了几个相同的 ACK（表示中间某块数据没到），就触发快速重传。

        这样就算网络临时丢了包，TCP 也能自动把它补上。

滑动窗口 + 拥塞控制：

  • 接收方告诉发送方“我这能一次收多少”（滑动窗口大小）；

  • 发送方按这个节奏发，比如窗口是 10 个包，那我就最多发 10 个包没收到 ACK 前不能继续发；

  • 拥塞控制会动态调整这个窗口，比如网络不太通畅，就自动降速。

校验和：

  • 发包时 TCP 把整段数据算一个校验和（就是一串数字）；

  • 接收方收到后也算一遍校验和，和原来的比对；

  • 如果对不上，说明数据出问题了，直接丢掉不接收。

socket 通信的具体步骤是什么？

socket通信一般分为6个步骤：首先客户端和服务端都要通过socket()创建套接字，服务端用bind()绑定ip和端口，然后用listen()监听绑定的端口的连接请求；客户端调用connect()发起连接，服务端通过accept()接收连接，三次握手完成后双方就可以通过send/recv互相发送和接收数据；四次挥手后双方都用close关闭连接，释放资源。

服务端如何提速？

一是连接接入优化：在 listen() 函数中设置 backlog 参数，控制内核连接等待队列长度，减小高并发时丢连接的风险；同时，在 socket() 后用 setsockopt() 设置 SO_REUSEPORT，允许多个 socket 绑定同一端口，实现多线程/多进程分担连接压力，提升接入能力。

二是引入高效 I/O 模型：用 epoll（Linux）替代传统阻塞 I/O，支持大规模并发连接，避免线程阻塞，提高 I/O 处理效率。

三是引入并发结构：通过线程池复用工作线程，降低频繁创建/销毁线程的开销；进一步可以使用协程模型，单位资源下支持更高并发，提升吞吐量和响应速度。

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