华为od 面试八股文_计算机网络_03_含答案

1. TCP协议如何保证可靠性?

TCP主要提供了检验和、序列号/确认应答、超时重传、滑动窗口、拥塞控制和 流量控制等方法实现了可靠性传输。

  • 检验和:通过检验和的方式,接收端可以检测出来数据是否有差错和异常,假如有差错就会直接丢弃TCP段,重新发送。

  • 序列号/确认应答:

    序列号的作用不仅仅是应答的作用,有了序列号能够将接收到的数据根据序列号排序,并且去掉重复序列号的数据。

    TCP传输的过程中,每次接收方收到数据后,都会对传输方进行确认应答。也就是发送ACK报文,这个ACK报文当中带有对应的确认序列号,告诉发送方,接收到了哪些数据,下一次的数据从哪里发。

  • 滑动窗口:滑动窗口既提高了报文传输的效率,也避免了发送方发送过多的数据而导致接收方无法正常处理的异常。

  • 超时重传:超时重传是指发送出去的数据包到接收到确认包之间的时间,如果超过了这个时间会被认为是丢包了,需要重传。最大超时时间是动态计算的。

  • 拥塞控制:在数据传输过程中,可能由于网络状态的问题,造成网络拥堵,此时引入拥塞控制机制,在保证TCP可靠性的同时,提高性能。

  • 流量控制:如果主机A 一直向主机B发送数据,不考虑主机B的接受能力,则可能导致主机B的接受缓冲区满了而无法再接受数据,从而会导致大量的数据丢包,引发重传机制。而在重传的过程中,若主机B的接收缓冲区情况仍未好转,则会将大量的时间浪费在重传数据上,降低传送数据的效率。所以引入流量控制机制,主机B通过告诉主机A自己接收缓冲区的大小,来使主机A控制发送的数据量。流量控制与TCP协议报头中的窗口大小有关。

2.详细讲一下TCP的滑动窗口?

在进行数据传输时,如果传输的数据比较大,就需要拆分为多个数据包进行发送。TCP 协议需要对数据进行确认后,才可以发送下一个数据包。这样一来,就会在等待确认应答包环节浪费时间。

为了避免这种情况,TCP引入了窗口概念。窗口大小指的是不需要等待确认应答包而可以继续发送数据包的最大值。

从上面的图可以看到滑动窗口左边的是已发送并且被确认的分组,滑动窗口右边是还没有轮到的分组。

滑动窗口里面也分为两块,一块是已经发送但是未被确认的分组,另一块是窗口内等待发送的分组。随着已发送的分组不断被确认,窗口内等待发送的分组也会不断被发送。整个窗口就会往右移动,让还没轮到的分组进入窗口内。

可以看到滑动窗口起到了一个限流的作用,也就是说当前滑动窗口的大小决定了当前 TCP 发送包的速率,而滑动窗口的大小取决于拥塞控制窗口和流量控制窗口的两者间的最小值。

3.详细讲一下拥塞控制?

TCP 一共使用了四种算法来实现拥塞控制:

  • 慢开始 (slow-start);

  • 拥塞避免 (congestion avoidance);

  • 快速重传 (fast retransmit);

  • 快速恢复 (fast recovery)。

发送方维持一个叫做拥塞窗口cwnd(congestion window)的状态变量。当cwndssthresh时,改用拥塞避免算法。

慢开始:不要一开始就发送大量的数据,由小到大逐渐增加拥塞窗口的大小。

拥塞避免:拥塞避免算法让拥塞窗口缓慢增长,即每经过一个往返时间RTT就把发送方的拥塞窗口cwnd加1而不是加倍。这样拥塞窗口按线性规律缓慢增长。

快重传:我们可以剔除一些不必要的拥塞报文,提高网络吞吐量。比如接收方在收到一个失序的报文段后就立即发出重复确认,而不要等到自己发送数据时捎带确认。快重传规定:发送方只要一连收到三个重复确认就应当立即重传对方尚未收到的报文段,而不必继续等待设置的重传计时器时间到期。

快恢复:主要是配合快重传。当发送方连续收到三个重复确认时,就执行“乘法减小”算法,把ssthresh门限减半(为了预防网络发生拥塞),但接下来并不执行慢开始算法,因为如果网络出现拥塞的话就不会收到好几个重复的确认,收到三个重复确认说明网络状况还可以。


4.Https优缺点有哪些?

优点:

  • 安全性:

    • 使用HTTPS协议可认证用户和服务器,确保数据发送到正确的客户机和服务器;

    • HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,要比http协议安全,可防止数据在传输过程中不被窃取、改变,确保数据的完整性。

    • HTTPS是现行架构下最安全的解决方案,虽然不是绝对安全,但它大幅增加了中间人攻击的成本。

  • SEO方面:谷歌曾在2014年8月份调整搜索引擎算法,并称“比起同等HTTP网站,采用HTTPS加密的网站在搜索结果中的排名将会更高”。

缺点:

  • 在相同网络环境中,HTTPS 相比 HTTP 无论是响应时间还是耗电量都有大幅度上升。
  • HTTPS 的安全是有范围的,在黑客攻击、服务器劫持等情况下几乎起不到作用。
  • 在现有的证书机制下,中间人攻击依然有可能发生。
  • HTTPS 需要更多的服务器资源,也会导致成本的升高。

5. 在浏览器中输入www.baidu.com后执行的全部过程?

  1. 域名解析(域名 www.baidu.com 变为 ip 地址)。

    浏览器搜索自己的DNS缓存(维护一张域名与IP的对应表);若没有,则搜索操作系统的DNS缓存(维护一张域名与IP的对应表);若没有,则搜索操作系统的hosts文件(维护一张域名与IP的对应表)。

    若都没有,则找 tcp/ip 参数中设置的首选 dns 服务器,即本地 dns 服务器(递归查询),本地域名服务器查询自己的dns缓存,如果没有,则进行迭代查询。将本地dns服务器将IP返回给操作系统,同时缓存IP。

  2. 发起 tcp 的三次握手,建立 tcp 连接。浏览器会以一个随机端口(1024-65535)向服务端的 web 程序 80 端口发起 tcp 的连接。

  3. 建立 tcp 连接后发起 http 请求。

  4. 服务器响应 http 请求,客户端得到 html 代码。服务器 web 应用程序收到 http 请求后,就开始处理请求,处理之后就返回给浏览器 html 文件。

  5. 浏览器解析 html 代码,并请求 html 中的资源。

  6. 浏览器对页面进行渲染,并呈现给用户

6.什么是 Cookie 和 Session ?

什么是 Cookie

HTTP Cookie(也叫 Web Cookie或浏览器 Cookie)是服务器发送到用户浏览器并保存在本地的一小块数据,它会在浏览器下次向同一服务器再发起请求时被携带并发送到服务器上。通常,它用于告知服务端两个请求是否来自同一浏览器,如保持用户的登录状态。Cookie 使基于无状态的 HTTP 协议记录稳定的状态信息成为了可能。

Cookie 主要用于以下三个方面:

  • 会话状态管理(如用户登录状态、购物车、游戏分数或其它需要记录的信息)
  • 个性化设置(如用户自定义设置、主题等)
  • 浏览器行为跟踪(如跟踪分析用户行为等)

什么是 Session

Session 代表着服务器和客户端一次会话的过程。Session 对象存储特定用户会话所需的属性及配置信息。这样,当用户在应用程序的 Web 页之间跳转时,存储在 Session 对象中的变量将不会丢失,而是在整个用户会话中一直存在下去。当客户端关闭会话,或者 Session 超时失效时会话结束。

7.Cookie 和 Session 是如何配合的呢?

用户第一次请求服务器的时候,服务器根据用户提交的相关信息,创建对应的 Session ,请求返回时将此 Session 的唯一标识信息 SessionID 返回给浏览器,浏览器接收到服务器返回的 SessionID 信息后,会将此信息存入到 Cookie 中,同时 Cookie 记录此 SessionID 属于哪个域名。

当用户第二次访问服务器的时候,请求会自动判断此域名下是否存在 Cookie 信息,如果存在自动将 Cookie 信息也发送给服务端,服务端会从 Cookie 中获取 SessionID,再根据 SessionID 查找对应的 Session 信息,如果没有找到说明用户没有登录或者登录失效,如果找到 Session 证明用户已经登录可执行后面操作。

根据以上流程可知,SessionID 是连接 Cookie 和 Session 的一道桥梁,大部分系统也是根据此原理来验证用户登录状态。

 8. 如何考虑分布式 Session 问题?

在互联网公司为了可以支撑更大的流量,后端往往需要多台服务器共同来支撑前端用户请求,那如果用户在 A 服务器登录了,第二次请求跑到服务 B 就会出现登录失效问题。

分布式 Session 一般会有以下几种解决方案:

  • 客户端存储:直接将信息存储在cookie中,cookie是存储在客户端上的一小段数据,客户端通过http协议和服务器进行cookie交互,通常用来存储一些不敏感信息
  • Nginx ip_hash 策略:服务端使用 Nginx 代理,每个请求按访问 IP 的 hash 分配,这样来自同一 IP 固定访问一个后台服务器,避免了在服务器 A 创建 Session,第二次分发到服务器 B 的现象。
  • Session 复制:任何一个服务器上的 Session 发生改变(增删改),该节点会把这个 Session 的所有内容序列化,然后广播给所有其它节点。
  • 共享 Session:服务端无状态话,将用户的 Session 等信息使用缓存中间件(如Redis)来统一管理,保障分发到每一个服务器的响应结果都一致。

建议采用共享 Session的方案。


 

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