计算机网络¶

cookie、session 和 token 的区别¶

Cookie 是存储在客户端的小型文本文件，用于跟踪和识别用户。 Session 是服务器端用来存储用户信息的机制。服务器能够通过 SessionID 来识别用户。 Token，也称作令牌，是一种服务端无状态的认证方式，适合于 REST API 的场景。Token 由用户唯一标识、时间戳和签名组成。

死锁是什么？如何避免死锁？¶

概念：死锁是指在一组进程中，每个进程都在等待其他进程释放资源，而这些资源又被这组进程中的其他进程占有，导致所有进程都无法向前推进的状态。 避免：产生死锁的四个必要条件是：互斥条件、持有并等待条件、不可剥夺条件、环路等待条件。破环其中一个条件就可以。

TCP 拥塞控制流量控制¶

1. 流量控制（Flow Control）

目的：解决发送方与接收方速率不匹配的问题，防止接收方缓冲区溢出。 核心机制：

• 滑动窗口协议：接收方通过TCP头部的Window Size字段告知发送方当前可接收的数据量（即接收窗口rwnd）。

• 动态调整：发送方根据rwnd实时调整发送速率，确保发送数据不超过接收方的处理能力。 关键场景：例如视频播放器缓冲不足时，会通过缩小窗口通知服务器降低发送速率，避免卡顿。

• 拥塞控制（Congestion Control）

在某段时间内，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变化，这种就叫拥塞。拥塞控制就是防止过多的数据注入到网络中，这样可以使网络中的路由器或者链路不至于过载，前提是网络能够承受现有的网络负荷。

但流量控制往往是指点对点通信量的控制，是一个端到端的问题，流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率（通过调整接收窗口的大小，以便接收端来得及接收）

目的：解决网络拥堵问题，防止过多数据涌入导致路由器丢包或网络瘫痪。 核心机制（经典四阶段）：

• 慢启动（Slow Start）：初始窗口指数增长（1→2→4→8...），直到达到阈值（ssthresh）或出现丢包。
• 拥塞避免（Congestion Avoidance）：窗口线性增长（每RTT增加1），逐步逼近网络容量上限。
• 规定：
• 为了防止拥塞窗口cwnd增长过大引起网络拥塞，还需要设置一个慢开始门限ssthresh状态变量
• 拥塞窗口指数级上升的时候，执行的是慢开始算法
• 拥塞窗口增加按线性规律增长的时候，执行拥塞避免算法
• cwnd < ssthresh ,使用慢开始
• cwnd > ssthresh , 使用拥塞避免
• cwnd = ssthresh, 都可以
• 快重传（Fast Retransmit）：收到3个重复ACK时立即重传丢失报文，无需等待超时。采用快重传算法可以让发送方尽早知道发生了个别报文段的丢失
• 快恢复（Fast Recovery）：重传后窗口减半，直接进入拥塞避免阶段（而非重启慢启动）。
• 拥塞避免阶段，拥塞窗口是按照线性规律增大，这就是加法增大AI，而一旦出现超时或3个重复确认，就要把ssthresh设定为当前拥塞窗口的一半，并大大减少拥塞窗口的数值（拥塞窗口也减小一半）。这叫乘法减小MD，合在一起就是所谓的AIMD算法
• 当cwnd = 1的时候，是超时检测丢失报文段；当cwnd = ssthresh 的时候，是3个重复确认

http断点重传是什么？¶

HTTP 断点续传（断点重传）是指在下载大文件时，如果网络中断或暂停下载，下次可以从已经下载的位置继续下载，而不需要从头开始重新下载。

核心原理： - 通过 Range 请求头指定从哪个字节开始下载 - 服务器通过 Content-Range 响应头告知返回的是部分内容 - 状态码为 206 Partial Content 表示部分内容成功返回

优势：节省带宽、减少下载时间、支持断点续传，特别适合大文件下载。

http和https的区别¶

总结：HTTPS = HTTP + SSL/TLS，是加密的 HTTP。

介绍一下http头部字段和http2¶

常见 HTTP 头部字段：

通用头： - Cache-Control：控制缓存行为，如 no-cache、max-age - Connection：连接管理，keep-alive 保持连接 - Date：发送消息的日期时间

请求头： - Host：指定服务器域名和端口 - User-Agent：客户端浏览器信息 - Accept：客户端能接受哪些 MIME 类型 - Authorization：认证信息，如 Bearer token - Cookie：发送 cookie 到服务器 - Range：断点续传，指定请求范围

响应头： - Server：服务器软件信息 - Set-Cookie：设置 cookie 到客户端 - Content-Type：响应体的媒体类型 - Content-Length：响应体长度 - Location：重定向地址 - ETag：资源标识，用于缓存验证

HTTP/2 新特性： 1. 二进制分帧：将数据分割为更小的帧，采用二进制编码，相比 HTTP/1.x 的文本解析更高效 2. 多路复用：同一个 TCP 连接上可以同时发送多个请求和响应，对头阻塞问题 3. 头部压缩：使用 HPACK 算法压缩头部，减少冗余头部的大小 4. 服务器推送：服务器可以主动向客户端推送资源，无需客户端请求 5. HTTPS 强制：HTTP/2 通常要求基于 TLS 部署，安全性更高

对比 HTTP/1.1：性能提升明显，特别是在多请求场景下。

http请求格式大致是哪些¶

HTTP 请求由四个部分组成：

1. 请求行（Request Line）

<方法> <URL> <HTTP版本>
GET /index.html HTTP/1.1

2. 请求头部（Request Headers） 每行一个键值对，用冒号分隔：

Host: www.example.com
User-Agent: Mozilla/5.0
Accept: text/html,application/json
Content-Type: application/json
Content-Length: 123

3. 空行 必须有一个空行分隔头部和请求体

4. 请求体（Request Body） - GET 方法通常没有请求体 - POST 方法会把数据放在请求体中发送给服务器

完整示例：

POST /api/login HTTP/1.1
Host: api.example.com
Content-Type: application/json
Content-Length: 48

{"username":"admin","password":"123456"}

HTTPS的过程¶

HTTPS 通信过程分为 TCP 三次握手 → TLS 握手 → 应用数据传输。

TLS 握手过程（简化版）：

1. Client Hello：客户端发送支持的 TLS 版本、加密套件、随机数 Client Random 给服务器
2. Server Hello：服务器选择双方都支持的 TLS 版本和加密套件，返回自己的证书、随机数 Server Random
3. 密钥交换：
4. 客户端验证服务器证书合法性
5. 客户端生成预主密钥（Pre-Master Secret），用服务器公钥加密后发送
6. 双方根据三个随机数（Client Random + Server Random + Pre-Master Secret）生成会话密钥
7. Finished：双方发送加密后的握手结束消息，验证握手成功
8. 开始加密通信：之后所有应用数据都使用会话密钥加密传输

核心：非对称加密用来交换会话密钥，对称加密用来加密实际传输的数据，兼顾安全性和性能。

多路复用解释一下¶

多路复用是指在同一个 TCP 连接中，同时传输多个 HTTP 请求和响应，而不需要建立多个 TCP 连接。

HTTP/1.1 的问题： - 虽然有 Connection: keep-alive 复用 TCP 连接，但同一连接同一时间只能处理一个请求 - 必须等一个请求响应完成才能发下一个请求，这就是队头阻塞问题 - 浏览器为了并发只能建立多个 TCP 连接（通常 6-8 个），但会增加 TCP 握手开销

HTTP/2 的多路复用如何工作： - 将每个请求/响应分割成多个独立的二进制帧 - 不同请求的帧可以交错发送在同一个 TCP 连接上 - 接收端根据帧头部的流标识符重新组装成完整的请求/响应 - 真正实现了一个 TCP 连接上并行处理多个请求，消除了队头阻塞

优势： - 减少 TCP 连接数量，降低握手开销和服务器负载 - 减少 TCP 慢启动对性能的影响 - 并发请求更快，页面加载性能提升

※※※OSI七层、TCP/IP五层模型¶

如果问TCP/IP模型，这里就不说表示层和会话层，数据链路层和物理层一起称为网络 接口层 • 自上而下分别是应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层； ￮ 应用层为各种各样的应用提供网络服务，因为网络应用非常的多，所以就要求 应用层采用不同的应用协议来解决不同的应用请求，因此应用层是最复杂的一层。 典型的协议有http 80，ftp 21，SMTP 25等； ￮ 表示层主要处理在两个进程之间交换信息的方式；（一个系统的信息另一个系 统看得懂） ￮ 会话层主要负责两个进程之间的会话管理，包括建立，管理及终止进程间的会 话； ￮ 传输层主要负责两个进程之间数据的传输服务； ￮ 网络层主要负责将传输层产生的TCP报文段或者UDP数据报封装成IP数据报； （选择合适的网间路由分发数据） ￮ 数据链路层主要负责将网络层产生的IP数据报封装成帧； ￮ 物理层主要就是实现比特流的透明传输；

ip，tcp，icmp分别在哪一层¶

在 TCP/IP 五层模型中：

• IP：网络层
• TCP（传输控制协议）：传输层
• ICMP（Internet 控制报文协议）：网络层

说明：ICMP 虽然是网络层协议，但其报文封装在 IP 数据报中传输，用于传递控制消息（如 ping、路径发现、错误报告等）。

网络层和传输层负责的内容有什么区别¶

一句话总结：网络层负责把数据从一个主机送到另一个主机，传输层负责把数据送到主机上的具体进程。

网络层了解有什么协议？¶

核心协议： - IP（Internet Protocol）：网际协议，核心协议，负责寻址和路由 - ICMP（Internet Control Message Protocol）：Internet 控制报文协议，用于网络错误探测和报告（ping、traceroute） - ARP（Address Resolution Protocol）：地址解析协议，根据 IP 地址获取 MAC 地址 - RARP（Reverse ARP）：反向地址解析协议，根据 MAC 地址获取 IP 地址（现在较少使用） - DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol）：动态主机配置协议，动态分配 IP 地址 - IGMP（Internet Group Management Protocol）：Internet 组管理协议，用于多播管理 - OSPF（Open Shortest Path First）：开放最短路径优先，内部网关路由协议 - BGP（Border Gateway Protocol）：边界网关协议，外部网关路由协议

ARP协议的原理？¶

ARP（地址解析协议）的作用是：根据目标 IP 地址，获取对应的 MAC 地址。

工作原理：

1. 发送 ARP 请求：当主机需要发送数据给同一局域网内的另一台主机，知道对方 IP 但不知道 MAC 地址时，会广播发送一个 ARP 请求报文：

2. "我的 IP 是 A，MAC 是 X，我想知道 IP 为 B 的主机的 MAC 地址是什么？"

3. 所有主机接收：局域网内所有主机都收到这个 ARP 请求

4. 目标主机回复：只有 IP 地址匹配的主机会回复一个 ARP 响应报文：

5. "IP 为 B 的 MAC 地址是 Y"

6. 缓存更新：发送方收到响应后，会将 IP-MAC 映射关系存入本地 ARP 缓存，后续直接使用

特点： - ARP 是广播请求，单播响应 - 本地有 ARP 缓存，避免频繁发送 ARP 请求 - ARP 工作在网络层和数据链路层之间，解决同一网段内 IP 转 MAC 的问题

TCP和UDP的区别¶

TCP和UDP的适用场景¶

TCP 适用场景： - 文件传输（FTP）：需要完整可靠 - 网页浏览（HTTP/HTTPS）：内容不能出错 - 邮件传输（SMTP/POP3）：邮件不能丢 - 远程登录（SSH/Telnet）：交互需要可靠

UDP 适用场景： - 实时音视频通话：对延迟敏感，允许少量丢包 - 在线视频直播：追求低延迟，偶尔卡顿可以接受 - DNS 查询：查询简单快速，一次请求一次响应 - 物联网传感器数据上报：定期上报，丢一两次不影响 - 游戏：即时交互，低延迟优先

总结：对可靠性要求高选 TCP，对低延迟要求高选 UDP。

TCP的拥塞控制机制？¶

TCP 拥塞控制主要有四个阶段：慢启动、拥塞避免、快重传、快恢复。

核心变量： - cwnd（拥塞窗口）：发送方根据网络拥堵情况动态调整的窗口 - rwnd（接收窗口）：接收方告知的可用缓冲区大小 - ssthresh（慢启动阈值）：慢启动和拥塞避免的分界点

四个阶段：

1. 慢启动（Slow Start）：
2. 初始 cwnd = 1（或更小），每收到一个 ACK，cwnd++
3. 拥塞窗口指数增长（1 → 2 → 4 → 8...）

4. 当 cwnd >= ssthresh 时，退出慢启动，进入拥塞避免

5. 拥塞避免（Congestion Avoidance）：

6. 每经过一个 RTT，cwnd 只增加 1
7. 拥塞窗口线性增长，缓慢探测网络容量

8. 直到发生丢包

9. 丢包处理：

10. 超时重传：ssthresh = cwnd / 2，cwnd = 1，重新进入慢启动

11. 快重传：收到 3 个重复 ACK，判断不是拥塞而是随机丢包，立即进入快恢复

12. 快恢复（Fast Recovery）：

13. ssthresh = cwnd / 2，cwnd = ssthresh
14. 直接进入拥塞避免，不重新慢启动

核心思想：AIMD（加法增大，乘法减小），不丢包就慢慢增大窗口，出现丢包就迅速减半阈值。

TCP流量控制窗口和拥塞控制窗口有什么不同¶

发送方实际窗口：实际发送窗口 = min(cwnd, rwnd)，同时受两个窗口限制。

说说io多路复用？¶

I/O 多路复用是一种 I/O 模型，允许单个线程同时监听多个文件描述符（socket），当某个描述符就绪（可读/可写）时，通知用户进程进行处理。

核心思想：用一个线程（或少量线程）管理多个 socket，避免为每个连接创建一个线程，节省资源。

常见实现：

适用场景： - 网络服务器需要处理大量并发连接（如 Redis、Nginx、Tomcat） - 同时处理多个 socket 读写事件

优点： - 相比多线程/多进程，节省线程资源，减少上下文切换开销 - 单线程就能处理大量并发连接

计算机网络的IP结构¶

IPv4 地址长度为 32 位，通常采用点分十进制表示，结构分为两部分：

两级结构（分类地址）：

<网络号> + <主机号>

按网络号长度分类：

CIDR（无分类编址）： - 现在互联网普遍使用 CIDR，不再按 A/B/C 分类 - 格式：IP地址/前缀长度，例如 192.168.1.0/24 - 前缀长度就是网络号位数，剩余位数是主机号位数

特殊地址： - 127.0.0.1：回环地址，指向本机 - 0.0.0.0：表示本机所有 IP 地址 - 网络号全 0：表示本网络 - 主机号全 1：广播地址 - 私有地址：10.0.0.0/8、172.16.0.0/12、192.168.0.0/16，用于内网

IPv6：128 位地址，用冒分十六进制表示，解决 IPv4 地址耗尽问题。

※TCP连接管理¶

• TCP是面向连接的协议，因此每个TCP连接都有三个阶段：连接建立，数据传送 和连接释放 ￮ TCP连接的建立——三次握手 ▪ 第一次握手，就是客户端向服务端发送一个连接请求报文，在报文段中将 SYN置为1；第二次握手，就是服务端向客户端发送一个确认连接报文，在报 文段中将SYN和ACK都置为1；第三次握手，就是客户端向服务端发送一个 确认的报文，表明自己收到了服务端的确认信息，在报文段中将ACK置为1； 这样经过三次握手，TCP连接就建立了。 ￮ TCP连接的释放——四次挥手 ▪ 第一次挥手，就是客户端向服务端发送一个连接释放请求的FIN包；第二 次挥手，就是服务端向客户端发送一个确认的ACK包，表示我接收到了断开 连接的请求，不过服务端可能还有一些数据正在处理；第三次挥手，就是服务 端处理完了所有的数据，向客户端发送FIN包，表示服务端现在可以断开连接 了；第四次挥手，就是客户端向服务端发送一个确认的ACK包，此时TCP连 接还未释放，必须经过计时器设置的时间2MSL（MSL：TCP报文在Internet 上最长生存时间）后，客户端才断开连接了；这样经过四次挥手，TCP连接就 断开了。

※TCP 是如何做到可靠传输的¶

TCP协议主要通过校验和，序号，确认号，超时重传，流量控制等机制来保证数据 的可靠传输 ￮ 校验和 就是说 如果接收方计算出来的校验和与发送方的不一致，那么数据就 会被丢弃；（在计算校验和时，需要在TCP报文段的前面加上12字节的伪首部） ￮ 序号 就是本报文段发送的数据的第一个字节的序号，用来保证数据能有序的 提交给应用层。 ￮ 确认号 就是期望收到对方的下一个报文段的数据的第一个字节的序号。 ￮ 超时重传 就是TCP每发送一个报文段，就对这个报文段设置一次计时器，如 果设置的重传时间到了但没有收到确认，就要重传这一报文段。

￮流量控制 就是 基于滑动窗口实现的，主要就是接收方在向发送方发送确认报 83. TCP 和 UDP的区别 文的时候，通过设置窗口字段来将接收窗口的大小通知给发送方，这样就可以控制 发送方的发送速率，以免发送方发送速度过快，导致数据丢失。

TCP 和 UDP的区别¶

TCP 准确性相对高，适合文件传输，远程登录 UDP效率要求相对高，适合QQ聊天，在线视频 第一，TCP面向连接，而UDP面向无连接 第二，TCP可靠，而UDP不可靠 第三，TCP面向字节流，而UDP面向报文 第四，TCP首部是20B，而UDP首部是8B 第五，TCP只支持一对一通信，而UDP支持广播通信 第六，UDP传输比TCP更快，所以更适合即时通信

TCP的四次挥手¶

TCP 连接释放需要四次挥手：

1. 第一次挥手：客户端发送 FIN=1，请求断开连接，进入 FIN-WAIT-1 状态
2. 第二次挥手：服务器收到 FIN 后回复 ACK=1，确认客户端断开请求，进入 CLOSE-WAIT 状态，客户端收到 ACK 后进入 FIN-WAIT-2 状态
3. 第三次挥手：服务器处理完剩余数据后，发送 FIN=1 请求断开连接，进入 LAST-ACK 状态
4. 第四次挥手：客户端收到 FIN 后回复 ACK=1，进入 TIME-WAIT 状态，服务器收到 ACK 后进入 CLOSED 状态
5. 客户端：等待 2MSL 时间后进入 CLOSED 状态，真正释放连接

TIME-WAIT 状态的意义¶

TIME-WAIT 状态需要等待 2MSL（最长报文寿命，RFC 推荐 2 分钟），主要有两个核心原因：

1. 保证 TCP 连接可靠关闭 - 确保最后一个 ACK 报文能够到达服务器 - 如果客户端发出的最后一个 ACK 丢失，服务器会重发 FIN，客户端在 TIME-WAIT 状态能够重新发送 ACK - 如果客户端直接进入 CLOSED，就无法处理服务器重发的 FIN，可能导致服务器无法正常关闭

2. 防止"延迟重复的连接报文"干扰新连接 - 网络中可能存在一些属于本次连接的延迟报文，在连接关闭后才到达目的地 - 如果没有 2MSL 等待，关闭连接后马上建立一个相同四元组（源IP、源端口、目的IP、目的端口）的新连接 - 这些延迟的旧报文可能会被误送到新连接中，导致数据混乱 - 等待 2MSL 可以让网络中这些残留的报文自然消失，保证下一个新连接不受干扰

总结：TIME-WAIT 是主动关闭连接的一方（通常是客户端）需要经历的状态，等待 2MSL 是为了保证连接可靠关闭和避免旧连接残留报文干扰新连接。

浏览器输入URL到显示页面的过程¶

1. 首先浏览器会向DNS请求解析域名的ip地址
2. 然后和该服务器建立TCP连接，浏览器会向服务器发出HTTP请求
3. 服务器处理完请求后就会将HTTP响应结果发送给浏览器
4. 然后关闭TCP连接，浏览器对响应结果进行解析并且渲染页面

常见状态码及其所代表的含义¶

HTTP 状态码由三位数字组成，第一位表示类别：

1xx：信息性状态码 - 请求已接收，需要继续处理¶

2xx：成功状态码 - 请求成功被处理¶

3xx：重定向状态码 - 需要客户端进一步操作¶

301 vs 302 总结： - 301：永久跳转，浏览器会缓存重定向结果 - 302：临时跳转，每次都请求原服务器

4xx：客户端错误状态码 - 请求有错误，服务器无法处理¶

5xx：服务器错误状态码 - 服务器处理请求出错¶

面试常考¶

• 304：协商缓存命中，资源未修改，使用本地缓存
• 401 vs 403：401 是没登录，403 是登录了但没权限
• 502 vs 504：502 是网关收到错误响应，504 是网关超时
• 301 vs 302：一个永久一个临时，对 SEO 影响不同

页面置换算法 • 缺页中断：在作业运行的过程中，如果发现要访问的页面不在内存中，就发生了缺 页中断，此时操作系统就会将对应的页面调入到内存中。 • 页面置换算法就是 当发生缺页中断的时候，如果当前内存中没有空闲的空间，那 么操作系统就必须在内存中选择一个页面将其移出内存，用来选择淘汰哪一个页面的规 则就叫做页面置换算法 • 主要有四种算法：先进先出，最少使用，最近最少使用，最佳页面置换算法； ￮ 先进先出就是 淘汰最先进入内存的页面；最少使用就是 淘汰最少使用过的页 面；最近最少使用就是 淘汰最近的一段时间内未被使用的页面；最佳页面置换就 是 淘汰以后永不使用或者很长时间内不会被访问的页面，这怎么可以知道撒，所 以是一种无法实现的算法；

评论