计算机网络相关知识点

谈一谈对OSI七层模型和TCP/IP四层模型的理解？

这两种模型都是网络通信中重要的参考模型,他们的设计和功能有一些区别。

       首先OSI，OSI七层模型，也被称为开放系统互联参考模型，是一种在国际标准化组织（ISO）中使用的网络互联模型。这个模型将网络通信的过程分为了七个独立但相互关联的层次，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中，应用层直接面向用户提供服务，例如文件传输、电子邮件、远程登录等。

        相比之下，TCP/IP四层模型是一种更为实际的网络通信模型，通常被用于互联网协议族（IPv4）中。这个模型包括应用层、传输层、网络层和网络接口层。其中，应用层同样直接为用户提供服务，例如电子邮件传输、网络浏览等。

        这两种模型的共同点在于他们都采用了层次结构的概念，能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。然而，他们也存在一些显著的区别。

       1.两者的层次结构不同。OSI模型分为七层，而TCP/IP模型分为四层。这意味着OSI模型对网络通信过程的划分更为细致，但同时也增加了理解和实现的复杂性。TCP/IP模型的四层结构相对更为简洁，更容易理解和实现。

       2.两者对可靠性的要求不同。OSI模型对可靠性的要求相对更高，它在设计时考虑了各种错误和异常情况，并通过冗余和恢复机制来确保数据的完整性和可靠性。而TCP/IP模型则更注重效率和速度，因此在一些场景下可能会牺牲一定的可靠性。

       3.两者的应用范围也有所不同。OSI模型是一个理论模型，并没有成熟的产品与之对应。而TCP/IP模型则是互联网的实际标准，被广泛应用于各种网络设备和操作系统中。

总的来说，OSI七层模型和TCP/IP四层模型都是网络通信中的重要参考模型，它们的设计和功能各有特点。在实际应用中，我们可以根据实际需求来选择适合的模型。

谈谈TCP协议的3次握手过程？

三次握手过程描述：

        1.第一次握手：客户端向服务器发送一个同步数据包（同步SYN=1，确认ACK=0，序号seq=x）

        2.第二次握手：服务器同意，并回复客户端一个数据包（同步SYN=1，确认ACK=1，序号seq=y，确认号ack=x+1）

        3.第三次握手：客户端收到服务器的确认之后，再给服务器发送一个数据包。数据包的TCP首部内容：同步SYN=0，确认ACK=1，序号seq=x+1，确认号ack=y+1

TCP协议为什么要3次握手？2次，4次不行吗？

TCP协议选择三次握手而不是两次或四次，主要是出于对可靠性和效率的综合考虑。

首先来看为什么不能选择两次握手。TCP协议是全双工的，即发送和接收双方都需要进行数据的确认和交互。在两次握手的情况下，发送方发送请求后，接收方只能确认收到请求，但无法确认请求是否被接收方正确处理。这种情况下，如果请求在传输过程中丢失或损坏，接收方因为没有进行确认，就无法发现请求存在问题，这将导致连接不可靠。因此，两次握手无法满足TCP协议对可靠性的要求。

那为什么不能选择四次握手呢？三次握手已经能够保证数据的可靠传输，而四次握手虽然在某些情况下可能增加可靠性，但同时也增加了握手过程的复杂性和延迟。四次握手的多余步骤并没有带来明显的效益提升，反而可能因为复杂的处理过程而降低TCP协议的效率。因此，从效率和实用性的角度考虑，三次握手是最优选择。

综上所述，TCP协议选择三次握手而不是两次或四次，是为了在保证数据可靠传输的同时，尽可能提高传输效率。三次握手既可以确认发送方和接收方之间的连接建立，也可以确保数据在传输过程中的正确性，是一种高效且可靠的网络通信协议。

谈谈TCP协议的四次挥手过程？

        第一次挥手：首先客户端向服务器发送连接释放的请求报文（数据包），并停止发送数据。（终止FIN=1，确认ACK = 0）

        第二次挥手：服务器收到连接释放的报文之后，给客户端发送确认报文。从客户端到服务器这个方向上的连接就释放了，TCP连接处于半关闭状态。（终止FIN=0，确认ACK=1，序号位seq=v，确认号ack=u+1）

        第三次挥手：若服务器已经没有向客户端发送的数据了，其应用进程就通知TCP释放连接，并向客户端发送确认报文。（确认ACK=1，终止FIN=1）

        第四次挥手：客户端收到服务器的连接释放报文段后，向服务器发出确认报文。（确认ACK=1，终止FIN = 0）

什么是流量控制？

简单来讲：流量控制是为了控制发送方发送速率，保证接收方来得及接收。

  TCP连接的每一方都有固定大小的缓冲空间，TCP 的接收端只允许发送端发送接收端缓冲区能接纳的数据。当接收方来不及处理发送方的数据，能提示发送方降低发送的速率，防止包丢失，从而实现流量控制。

        TCP使用的流量控制是 利用滑动窗口实现。

什么是滑动窗口？

滑动窗口是一种流量控制技术，它在计算机网络中用于控制数据包的发送和接收。

具体来说，滑动窗口协议在数据流的发送和接收过程中，通过动态地调整窗口大小来控制数据包的发送和接收速率。窗口大小即指在任意一段时间内可以发送或接收多少数据包。当窗口大小达到上限时，发送方或接收方必须停止发送或接收数据包，直到窗口大小再次调整。

滑动窗口协议有两种类型：固定窗口大小和动态窗口大小。在固定窗口大小协议中，窗口大小是固定的，而在动态窗口大小协议中，窗口大小可以动态调整。

滑动窗口协议的应用非常广泛，例如在网络传输、文件传输、数据库事务处理等领域都可以看到它的身影。它不仅可以防止网络拥塞，提高数据传输的效率和可靠性，还可以用来控制数据的流量，确保接收方能够来得及处理接收到的数据。

什么是拥塞控制？

        拥塞控制就是为了防止过多的数据注入到网络中，控制的目的就是避免「发送方」的数据填满整个网络，控制「发送方」的数据发送量。

  TCP 主要通过四个算法来进行拥塞控制：慢启动、拥塞避免、拥塞发生、快速恢复

如下图：（阻塞发生时的超时重传）

如下图：（阻塞发生时的快速重传）

TCP和UDP有什么区别？

TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）之间存在以下区别：

1. 连接性：TCP是面向连接的，在发送方和接收方在发送数据之前，必须通过三次握手建立连接。相反，UDP是无连接的，发送方和接收方之间的数据传输不需要事先建立连接。
2. 可靠性：TCP是可靠的传输协议，通过添加序号机制、确认机制、超时重传机制和数据校验等功能，确保数据的可靠传输。然而，UDP是不可靠的协议，其仅在IP协议的基础上添加了端口和差错检查功能，由于IP协议尽最大努力传输，所以导致了UDP的不可靠性。
3. 数据传输方式：TCP协议是面向字节流的，它将应用层传递下来的数据仅仅当做无结构的数据流，并不知道所传数据流的含义。它可能将应用程序的两个数据块拼接到一起组成一个段发送。相比之下，UDP是面向报文传输的，发送方的UDP对应用程序交下来的报文，在添加首部后就向下交付IP层，不会进行任何拼接操作。

4. 类型	特点	性能	应用场景	首部
   是否面向连接	传输可靠性	传输效率	所需资源
   TCP	面向连接	可靠	慢	多	要求通信数据可靠 （如文件传输、邮件传输）	20个字节-60个字节
   UDP	无连接	不可靠	快	少	要求通信速度快 （如音频、视频）	8个字节

总的来说，TCP和UDP都有各自的优点和使用场景。TCP的主要优点是其可靠性和顺序性，而UDP的主要优点则是其简单性和实时性。选择使用哪一种协议主要取决于应用程序的具体需求和网络环境。