計算機網路

2021-06-22 10:42:55 字數 4608 閱讀 2401

1. osi七層模型

第七層:應用層 資料 使用者介面,提供使用者程式「介面」。 

第六層:表示層 資料 資料的表現形式,特定功能的實現,如資料加密。

第五層:會話層 資料 允許不同機器上的使用者之間建立會話關係,如windows

第四層:傳輸層 段 實現網路不同主機上使用者程序之間的資料通訊,可靠 與不可靠的傳輸,傳輸層的錯誤檢測,流量控制等。

第一層:物理層 位元流 裝置之間位元流的傳輸,物理介面,電氣特性等。

2. tcp/ip有哪幾層

①網路介面層

②網路層

③傳輸層

④應用層

3. arp協議的用途 及演算法、在哪一層上會使用arp ?

根據ip位址獲得mac,tcp/ip上是網路層

4.分組**演算法

(1)  從資料報的首部提取目的站的 ip 位址 d, 得出目的網路位址為 n。

(2)  若網路 n 與此路由器直接相連,則直接將資料報交付給目的站 d;否則是間接交付,執行(3)。

(3)  若路由表中有目的位址為 d 的特定主機路由,則將資料報傳送給路由表中所指明的下一跳路由器;否則,執行(4)。

(4)  若路由表中有到達網路 n 的路由,則將資料報傳送給路由表指明的下一跳路由器;否則,執行(5)。

(5) 若路由表中有乙個預設路由,則將資料報傳送給路由表中所指明的預設路由器;否則,執行(6)。

(6)  報告**分組出錯。

5. tcp與udp的概念,相互的區別及優劣。

tcp和udp都是傳輸層的協議,他們的區別主要如下:

①tcp,全名「傳輸控制協議」,是面向連線的,也就是說在傳送方和接收方在傳送資料之前,必須通過三次握手建立連線,相當於現實生活中的打**功能,必須先撥號,接通後才能說話,udp,全名「使用者資料報協議」,是無連線的,其中一方向向另一方傳送資料時不需要建立連線,直接傳送,相當於現實中的發簡訊

②tcp是可靠的傳輸協議:tcp在ip協議的基礎之上新增了序號機制,確認機制,超時重傳機制,資料校驗,從而保證傳輸的可靠性,而udp是不可靠的協議,udp協議僅僅就是在ip協議的基礎上新增了埠和差錯檢查的功能,由於ip協議時盡最大努力傳輸,從而導致了udp的不可靠性

③tcp協議是面向位元組流的,tcp將應用層傳遞下來的資料僅僅當做無結構的資料流,並不知道所傳資料流的含義,它可能將應用程式的兩個資料塊拼接到一起組成乙個段傳送。udp是面向報文的,應用程式交給udp多長的報文,udp就加上首部後傳送,如果報文過大,就會導致ip層分片,從而降低了ip層的效率。

④tcp是一對一通訊的,而udp支援一對一和一對多以及多對多通訊

6. 三次握手,四次斷開過程

第一次握手:建立連線時,客戶端傳送syn包(syn=j)到伺服器,並進入syn_send狀態,等待伺服器確認; 

第二次握手:伺服器收到syn包,必須確認客戶的syn(ack=j+1),同時自己也傳送乙個syn包(syn=k),即syn+ack包,此時伺服器 進入syn_recv狀態; 

第三次握手:客戶端收到伺服器的syn+ack包,向伺服器傳送確認包ack(ack=k+1),此包傳送完畢,客戶端和伺服器進入 established狀態,完成三次握手。 完成三次握手,客戶端與伺服器開始傳送資料.

7. 四次揮手過程

①客戶端執行close原語,傳送fin報文,進入狀態fin_wait 1

②伺服器收到fin報文,回應ack報文,同時進入close_wait狀態,客戶端收到確認ack報文,就進入到fin_wait 2狀態,此時乙個方向上的連線斷開。

③伺服器在傳送完資料後,執行close原語,並傳送fin報文,並進入last_ack狀態

④客戶端收到fin報文,進入time_wait狀態在等待兩倍報文最大生存時間後,進入到closed狀態。伺服器端收到ack報文後進入closed狀態

8. time_wait狀態的意義

因為我們必須要假想網路是不可靠的,你無法保證你最後傳送的

ack報文會一定被對方收到,因此對方處於

last_ack

狀態下的

socket

可能會因為超時未收到

ack報文,而重發

fin報文,所以這個

time_wait

狀態的作用就是用來重發可能丟失的

ack報文。

9.滑動視窗協議 與停止等待協議的區別

傳送視窗維持乙個連續的允許傳送的的序號,接受視窗維持乙個連續的允許接受的序號;當傳送視窗和接收視窗的大小大於1時,就可以支援同時傳送幾個幀和同時接受幾個幀

當傳送視窗和接收視窗的大小固定為

1時,滑動視窗協議退化為停等協議(

stop

-and

-wait

)。該協議規定傳送方每傳送一幀後就要停下來,等待接收方已正確接收的確認(

acknowledgement

)返回後才能繼續傳送下一幀。

選擇重傳協議

在後退n協議中,接收方若發現錯誤幀就不再接收後續的幀,即使是正確到達的幀,這顯然是一種浪費。另一種效率更高的策略是當接收方發現某幀出錯後,其後繼續送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層,但接收方仍可收下來,存放在乙個緩衝區中,同時要求傳送方重新傳送出錯的那一幀。一旦收到重新傳來的幀後,就可以原已存於緩衝區中的其餘幀一併按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重發(selectice repeat),選擇重發減少了浪費,但要求接收方有足夠大的緩衝區空間。

11. tcp socket程式設計流程

伺服器:

①socket函式,建立套接字檔案描述符,第一引數為協議族,如ipv4,第二引數是型別,如sock_stream,位元組流套接字,適用於tcp,第三引數一般為0,表示1第一第二引數所形成的預設協議如tcp

②bind函式,檔案描述符與相應的ip位址和埠繫結

③listen函式,socket函式建立的套接字為主動套接字,呼叫listen函式可將主動套接字變為被動套接字,即伺服器端

④accept函式,核心會為監聽套接字維護兩個佇列,一是未完成連線(三次握手)的佇列,二是完成連線的的佇列。而accept就從已完成的佇列中取出乙個已完成的連線,函式的返回引數為連線套接字,用來讀寫資料,而socket建立的為監聽套接字

⑤read函式

⑥write函式

⑦close函式

客戶端:

①socket函式,同上

②connect函式,返回連線套接字,用於讀寫

③read函式

④write函式

⑤close函式

12. epoll和select區別

問題的引出,當需要讀兩個以上的i/o的時候,如果使用阻塞式的i/o,那麼可能長時間的阻塞在乙個描述符上面,另外的描述符雖然有資料但是不能讀出來,這樣實時性不能滿足要求,大概的解決方案有以下幾種:

1.使用多程序或者多執行緒,但是這種方法會造成程式的複雜,而且對與程序與執行緒的建立維護也需要很多的開銷。(apache伺服器是用的子程序的方式,優點可以隔離使用者)

2.用乙個程序,但是使用非阻塞的i/o讀取資料,當乙個i/o不可讀的時候立刻返回,檢查下乙個是否可讀,這種形式的迴圈為輪詢(polling),這種方法比較浪費cpu時間,因為大多數時間是不可讀,但是仍花費時間不斷反覆執行read系統呼叫。

3.非同步i/o(asynchronous i/o),當乙個描述符準備好的時候用乙個訊號告訴程序,但是由於訊號個數有限,多個描述符時不適用。

4.一種較好的方式為i/o多路轉接(i/o multiplexing)(貌似也翻譯多路復用),先構造一張有關描述符的列表(epoll中為佇列),然後呼叫乙個函式,直到這些描述符中的乙個準備好時才返回,返回時告訴程序哪些i/o就緒。select和epoll這兩個機制都是多路i/o機制的解決方案,select為posix標準中的,而epoll為linux所特有的。

區別(epoll相對select優點)主要有三:

1.select的控制代碼數目受限,在linux/posix_types.h標頭檔案有這樣的宣告:#define __fd_setsize    1024  表示select最多同時監聽1024個fd。而epoll沒有,它的限制是最大的開啟檔案控制代碼數目。

2.epoll的最大好處是不會隨著fd的數目增長而降低效率,在selec中採用輪詢處理,其中的資料結構類似乙個陣列的資料結構,而epoll是維護乙個佇列,直接看佇列是不是空就可以了。epoll只會對"活躍"的socket進行操作---這是因為在核心實現中epoll是根據每個fd上面的callback函式實現的。那麼,只有"活躍"的socket才會主動的去呼叫 callback函式(把這個控制代碼加入佇列),其他idle狀態控制代碼則不會,在這點上,epoll實現了乙個"偽"aio。但是如果絕大部分的i/o都是「活躍的」,每個i/o埠使用率很高的話,epoll效率不一定比select高(可能是要維護佇列複雜)。

3.使用mmap加速核心與使用者空間的訊息傳遞。無論是select,poll還是epoll都需要核心把fd訊息通知給使用者空間,如何避免不必要的記憶體拷貝就很重要,在這點上,epoll是通過核心於使用者空間mmap同一塊記憶體實現的。

11. tcp的流量控制和擁塞控制實現原理(會畫擁塞控制的典型圖)

tcp的流量控制可通過調節接受視窗的大小來改變

28.tcp的快速重傳與快速恢復演算法。

30.阻塞方式和非阻塞方式,阻塞connect與非阻塞connect。(比較難,有興趣可以了解)

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