《我想进大厂》之网络篇夺命连环12问（一）

谈一谈你对TCP/IP四层模型，OSI七层模型的理解？

为了增强通用性和兼容性，计算机网络都被设计成层次机构，每一层都遵守一定的规则。

因此有了OSI这样一个抽象的网络通信参考模型，按照这个标准使计算机网络系统可以互相连接。

物理层：通过网线、光缆等这种物理方式将电脑连接起来。传递的数据是比特流，0101010100。

数据链路层：首先，把比特流封装成数据帧的格式，对0、1进行分组。电脑连接起来之后，数据都经过网卡来传输，而网卡上定义了全世界唯一的MAC地址。然后再通过广播的形式向局域网内所有电脑发送数据，再根据数据中MAC地址和自身对比判断是否是发给自己的。

网络层：广播的形式太低效，为了区分哪些MAC地址属于同一个子网，网络层定义了IP和子网掩码，通过对IP和子网掩码进行与运算就知道是否是同一个子网，再通过路由器和交换机进行传输。IP协议属于网络层的协议。

传输层：有了网络层的MAC+IP地址之后，为了确定数据包是从哪个进程发送过来的，就需要端口号，通过端口来建立通信，比如TCP和UDP属于这一层的协议。

会话层：负责建立和断开连接

表示层：为了使得数据能够被其他的计算机理解，再次将数据转换成另外一种格式，比如文字、视频、图片等。

应用层：最高层，面对用户，提供计算机网络与最终呈现给用户的界面

 
TCP/IP则是四层的结构，相当于是对OSI模型的简化。

1. 数据链路层，也有称作网络访问层、网络接口层。他包含了OSI模型的物理层和数据链路层，把电脑连接起来。
2. 网络层，也叫做IP层，处理IP数据包的传输、路由，建立主机间的通信。
3. 传输层，就是为两台主机设备提供端到端的通信。
4. 应用层，包含OSI的会话层、表示层和应用层，提供了一些常用的协议规范，比如FTP、SMPT、HTTP等。
   总结下来，就是物理层通过物理手段把电脑连接起来，数据链路层则对比特流的数据进行分组，网络层来建立主机到主机的通信，传输层建立端口到端口的通信，应用层最终负责建立连接，数据格式转换，最终呈现给用户。

说说TCP 3次握手的过程？

建立连接前server端需要监听端口，所以初始状态是LISTEN。

1. client端建立连接，发送一个SYN同步包，发送之后状态变成SYN_SENT
2. server端收到SYN之后，同意建立连接，返回一个ACK响应，同时也会给client发送一个SYN包，发送完成之后状态变为SYN_RCVD
3. client端收到server的ACK之后，状态变为ESTABLISHED，返回ACK给server端。server收到之后状态也变为ESTABLISHED，连接建立完成。
    

为什么要3次？2次，4次不行吗？

因为TCP是双工传输模式，不区分客户端和服务端，连接的建立是双向的过程。

如果只有两次，无法做到双向连接的建立，从建立连接server回复的SYN和ACK合并成一次可以看出来，他也不需要4次。

挥手为什么要四次？因为挥手的ACK和FIN不能同时发送，因为数据发送的截止时间不同。

那么四次挥手的过程呢？

1. client端向server发送FIN包，进入FIN_WAIT_1状态，这代表client端已经没有数据要发送了
2. server端收到之后，返回一个ACK，进入CLOSE_WAIT等待关闭的状态，因为server端可能还有没有发送完成的数据
3. 等到server端数据都发送完毕之后，server端就向client发送FIN，进入LAST_ACK状态
4. client收到ACK之后，进入TIME_WAIT的状态，同时回复ACK，server收到之后直接进入CLOSED状态，连接关闭。但是client要等待2MSL(报文最大生存时间)的时间，才会进入CLOSED状态。
    

为什么要等待2MSL的时间才关闭？

1. 为了保证连接的可靠关闭。如果server没有收到最后一个ACK，那么就会重发FIN。
2. 为了避免端口重用带来的数据混淆。如果client直接进入CLOSED状态，又用相同端口号向server建立一个连接，上一次连接的部分数据在网络中延迟到达server，数据就可能发生混淆了。

TCP怎么保证传输过程的可靠性？

校验和：发送方在发送数据之前计算校验和，接收方收到数据后同样计算，如果不一致，那么传输有误。

确认应答，序列号：TCP进行传输时数据都进行了编号，每次接收方返回ACK都有确认序列号。

超时重传：如果发送方发送数据一段时间后没有收到ACK，那么就重发数据。

连接管理：三次握手和四次挥手的过程。

流量控制：TCP协议报头包含16位的窗口大小，接收方会在返回ACK时同时把自己的即时窗口填入，发送方就根据报文中窗口的大小控制发送速度。

拥塞控制：刚开始发送数据的时候，拥塞窗口是1，以后每次收到ACK，则拥塞窗口+1，然后将拥塞窗口和收到的窗口取较小值作为实际发送的窗口，如果发生超时重传，拥塞窗口重置为1。这样做的目的就是为了保证传输过程的高效性和可靠性。

文章转自公众号：艾小仙