今天是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)總結(jié)的最后一節(jié)，主要是講OSI七層模型相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，還有就是面試過(guò)程中會(huì)遇到的一些問(wèn)題進(jìn)行了匯總，這章內(nèi)容算是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全集了，相信有了這篇文章，大家的復(fù)習(xí)過(guò)程中就一定會(huì)提高效率。

大家都知道在面試過(guò)程中，不管是校招還是社招，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)肯定是必考項(xiàng)，如果準(zhǔn)備的不夠充分，后果可想而知，。能看到這篇文章的，我相信不是學(xué)弟學(xué)妹，就是剛參加工作不久的，一是不知道計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)該從哪兒看起，也不知道哪里是重點(diǎn)，二是時(shí)間不允許系統(tǒng)的去復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所以我會(huì)將面試中遇到的高頻考點(diǎn)都羅列出來(lái)供大家學(xué)習(xí)。可以點(diǎn)贊收藏，以免著急使用而找不到。希望大家都能在求職過(guò)程中拿到自己滿(mǎn)意的offer！

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TCP/IP 與 OSI 都是為了使網(wǎng)絡(luò)中的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠互相連接并實(shí)現(xiàn)通信與回應(yīng)，但他們最大的不同在于，OSI 是一個(gè)理論上的網(wǎng)絡(luò)通信模型，而 TCP/IP 則是實(shí)際上的網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)。

一、OSI七層模型：

1、物理層

實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)之間比特流的透明傳輸，規(guī)定傳輸媒體接口的標(biāo)準(zhǔn)，屏蔽掉具體傳輸介質(zhì)和物理設(shè)備的差異，使數(shù)據(jù)鏈路層不必關(guān)心網(wǎng)絡(luò)的具體傳輸介質(zhì)，按照物理層規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)傳輸數(shù)據(jù)就行。

2、數(shù)據(jù)鏈路層

通過(guò)差錯(cuò)控制、流量控制等方法，使有差錯(cuò)的物理線路變?yōu)闊o(wú)差錯(cuò)的數(shù)據(jù)鏈路。

數(shù)據(jù)鏈路層的幾個(gè)基本方法：數(shù)據(jù)封裝成幀、透明傳輸、差錯(cuò)控制、流量控制。

• 封裝成幀：把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報(bào)加頭和尾，封裝成幀，幀頭中包括源MAC地址和目的MAC地址。
• 透明傳輸：零比特填充、轉(zhuǎn)義字符。
• 差錯(cuò)控制：接收者檢測(cè)錯(cuò)誤,如果發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，丟棄該幀，差錯(cuò)控制方法有 CRC 循環(huán)冗余碼。
• 流量控制：控制發(fā)送的傳輸速度，使得接收方來(lái)得及接收。傳輸層TCP也有流量控制功能，但TCP是端到端的流量控制，鏈路層是點(diǎn)到點(diǎn)（比如一個(gè)路由器到下一個(gè)路由器）。

3、網(wǎng)絡(luò)層

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址與物理地址的轉(zhuǎn)換，并通過(guò)路由選擇算法為分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂健?/p>

網(wǎng)絡(luò)層最重要的一個(gè)功能就是：路由選擇。路由一般包括路由表和路由算法兩個(gè)方面。每個(gè)路由器都必須建立和維護(hù)自身的路由表，一種是靜態(tài)維護(hù)，也就是人工設(shè)置，適用于小型網(wǎng)絡(luò)；另一種就是動(dòng)態(tài)維護(hù)，是在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動(dòng)地動(dòng)態(tài)維護(hù)路由表。

4、傳輸層

提供源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸，傳輸層協(xié)議為不同主機(jī)上運(yùn)行的進(jìn)程提供邏輯通信。

• 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議負(fù)責(zé)的是提供主機(jī)間的邏輯通信；
• 傳輸層協(xié)議負(fù)責(zé)的是提供進(jìn)程間的邏輯通信。

5、會(huì)話(huà)層

是用戶(hù)應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)之間的接口，負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩節(jié)點(diǎn)之間建立、維持、終止通信。

6、表示層

處理用戶(hù)數(shù)據(jù)的表示問(wèn)題，如數(shù)據(jù)的編碼、格式轉(zhuǎn)換、加密和解密、壓縮和解壓縮。

7、應(yīng)用層

為用戶(hù)的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，完成和實(shí)現(xiàn)用戶(hù)請(qǐng)求的各種服務(wù)。

二、TCP/IP模型

TCP/IP協(xié)議模型（Transmission Control Protocol/Internet Protocol），包含了一系列構(gòu)成互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，是Internet的核心協(xié)議。TCP/IP協(xié)議族按照層次由上到下，層層包裝。

數(shù)據(jù)進(jìn)入?yún)f(xié)議棧時(shí)的封裝過(guò)程

上圖表示了TCP/IP協(xié)議中每個(gè)層的作用，而TCP/IP協(xié)議通信的過(guò)程其實(shí)就對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)入棧與出棧的過(guò)程。入棧的過(guò)程，數(shù)據(jù)發(fā)送方每層不斷地封裝首部與尾部，添加一些傳輸?shù)?a target="_blank">信息，確保能傳輸?shù)侥康牡亍３鰲５倪^(guò)程，數(shù)據(jù)接收方每層不斷地拆除首部與尾部，得到最終傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

1、網(wǎng)絡(luò)層

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址與物理地址的轉(zhuǎn)換，并通過(guò)路由選擇算法為分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂健?/p>

1.1、IP地址與物理地址

物理地址是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層使用的地址，IP地址是網(wǎng)絡(luò)層和以上各層使用的地址，是一種邏輯地址，其中ARP協(xié)議將IP地址轉(zhuǎn)換成物理地址。

1.2、ARP地址解析協(xié)議的工作原理

ARP 是根據(jù) IP 地址獲取 MAC 地址的一種協(xié)議，核心原理就是廣播發(fā)送ARP請(qǐng)求，單播發(fā)送ARP響應(yīng)。

1. 每個(gè)主機(jī)都在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個(gè)ARP列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2. 當(dāng)源主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先檢查ARP列表中是否有該 IP 地址對(duì)應(yīng)的 MAC 地址，如果有，則直接發(fā)送數(shù)據(jù)；如果沒(méi)有，就向本網(wǎng)段的所有主機(jī)發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，用于查詢(xún)目的主機(jī)的MAC地址，該數(shù)據(jù)包包括的內(nèi)容有：源主機(jī)IP地址，源主機(jī)MAC地址，目的主機(jī)的IP。
3. 當(dāng)本網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)收到該ARP數(shù)據(jù)包時(shí)，首先檢查數(shù)據(jù)包中的IP地址是否是自己的IP地址，如果不是，則忽略該數(shù)據(jù)包，如果是，則首先從數(shù)據(jù)包中取出源主機(jī)的IP和MAC地址寫(xiě)入到ARP列表中，如果已經(jīng)存在，則覆蓋，然后將自己的MAC地址寫(xiě)入ARP響應(yīng)包中，告訴源主機(jī)自己是它想要找的MAC地址。
4. 源主機(jī)收到 ARP 響應(yīng)包后，將目的主機(jī)的 IP 和 MAC 地址寫(xiě)入ARP列表，并利用此信息發(fā)送數(shù)據(jù)。如果源主機(jī)一直沒(méi)有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢(xún)失敗。

1.3、RARP逆地址解析協(xié)議

RARP是逆地址解析協(xié)議，作用是完成硬件地址到IP地址的映射，主要用于無(wú)盤(pán)工作站，因?yàn)榻o無(wú)盤(pán)工作站配置的IP地址不能保存。工作流程：在網(wǎng)絡(luò)中配置一臺(tái)RARP服務(wù)器，里面保存著 MAC 地址和 IP 地址的映射關(guān)系，當(dāng)無(wú)盤(pán)工作站啟動(dòng)后，就封裝一個(gè)RARP數(shù)據(jù)包，里面有其MAC地址，然后廣播到網(wǎng)絡(luò)上去，當(dāng)服務(wù)器收到請(qǐng)求包后，就查找對(duì)應(yīng)的MAC地址的IP地址裝入響應(yīng)報(bào)文中發(fā)回給請(qǐng)求者。因?yàn)樾枰獜V播請(qǐng)求報(bào)文，因此RARP只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)。

1.4、DHCP協(xié)議

動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，對(duì) IP地址進(jìn)行集中管理和分配，提升地址的使用率，通過(guò)DHCP協(xié)議，可以使客戶(hù)機(jī)自動(dòng)獲得服務(wù)器分配的lP地址和子網(wǎng)掩碼。

DHCP數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程

1.5、ICMP協(xié)議

因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議，用于在IP主機(jī)、路由器之間傳遞控制消息（控制消息是指網(wǎng)絡(luò)通不通、主機(jī)是否可達(dá)、路由器是否可用等網(wǎng)絡(luò)本身的消息），確認(rèn) IP 包是否成功到達(dá)目標(biāo)地址。因?yàn)?IP 協(xié)議并不是一個(gè)可靠的協(xié)議，它不保證數(shù)據(jù)被送達(dá)，當(dāng)傳送IP數(shù)據(jù)包發(fā)生錯(cuò)誤，比如主機(jī)不可達(dá)、路由不可達(dá)等等，ICMP協(xié)議將會(huì)把錯(cuò)誤信息封包，然后傳送回給主機(jī)，給主機(jī)一個(gè)處理錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。

ICMP報(bào)文有兩種：差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文和詢(xún)問(wèn)報(bào)文。

以下是4種常見(jiàn)的ICMP差錯(cuò)報(bào)告報(bào)文：

1. 終點(diǎn)不可達(dá)

• 路由器不知道如何轉(zhuǎn)發(fā)某數(shù)據(jù)報(bào)，丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并向源站發(fā)送“終點(diǎn)不可達(dá)”報(bào)文。
• 主機(jī)收到無(wú)法交付給應(yīng)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)報(bào)，將其丟棄，向源站發(fā)送“終點(diǎn)不可達(dá)”報(bào)文。

2. 時(shí)間超過(guò)

• 路由器丟棄生存時(shí)間TTL為0的數(shù)據(jù)報(bào)，并向源站發(fā)送“時(shí)間超過(guò)”報(bào)文。
• 當(dāng)終點(diǎn)在預(yù)先規(guī)定的時(shí)間內(nèi)不能收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的全部分片時(shí)，就把已收到的分片都丟棄，并向源站發(fā)送“時(shí)間超過(guò)”報(bào)文。

3. 參數(shù)問(wèn)題

當(dāng)路由器或目的主機(jī)收到的數(shù)據(jù)報(bào)的首部中有些字段的值不正確時(shí)，就丟棄該數(shù)據(jù)報(bào)，并向源站發(fā)送“參數(shù)問(wèn)題”報(bào)文。

4. 改變路由（重定向）

路由器把“改變路由”報(bào)文發(fā)送給主機(jī)，讓主機(jī)知道下次應(yīng)將數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送給另一個(gè)路由器，這樣可以通過(guò)更好的路由。

1.6、交換機(jī)與路由器的區(qū)別

1. 工作所處的OSI層次不一樣，交換機(jī)工作在OSI第二層數(shù)據(jù)鏈路層，路由器工作在OSI第三層網(wǎng)絡(luò)層。
2. 尋址方式不同：交換機(jī)根據(jù)MAC地址尋址，路由器根據(jù)IP地址尋址。
3. 轉(zhuǎn)發(fā)速率不同：交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)速度快，路由器轉(zhuǎn)發(fā)速度相對(duì)較慢。

1.7、路由選擇協(xié)議

1. 內(nèi)部網(wǎng)關(guān)協(xié)議IGP：

• RIP(Routing Information Protocol）：是一種動(dòng)態(tài)路由選擇協(xié)議，基于距離矢量算法，使用“跳數(shù)”來(lái)衡量到達(dá)目標(biāo)地址的路由距離，并且只與自己相鄰的路由器交換信息，范圍限制在15跳之內(nèi)。
• OSPF：開(kāi)放最短路徑優(yōu)先協(xié)議，使用Dijskra算法計(jì)算出到達(dá)每一網(wǎng)絡(luò)的最短路徑，并在檢測(cè)到 鏈路的情況發(fā)生變化時(shí)（如鏈路失效），就執(zhí)行該算法快速收斂到新的無(wú)環(huán)路拓?fù)洹?/li>

2. 外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議：

BGP：邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議，BGP 是力求尋找一條能夠到達(dá)目的網(wǎng)絡(luò) 且 較好的路由，而并非要尋找一條最佳路由。BGP采用路徑向量路由選擇協(xié)議。

2、傳輸層：

傳輸層主要提供不同主機(jī)上進(jìn)程間“邏輯通信+可靠傳輸”或者“不可靠傳輸”的功能。

2.1、傳輸控制協(xié)議TCP與用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP的區(qū)別

1. TCP是面向字節(jié)流的，基本傳輸單位是TCP報(bào)文段；UDP是面向報(bào)文的，基本傳輸單位是用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)。

• 面向字節(jié)流：應(yīng)用程序和TCP的交互是一次一個(gè)數(shù)據(jù)塊（大小不等），但TCP把應(yīng)用程序看成是一連串的無(wú)結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。TCP有一個(gè)緩沖，當(dāng)應(yīng)用程序傳送的數(shù)據(jù)塊太長(zhǎng)，TCP就可以把它劃分短一些再傳送。
• 面向報(bào)文：面向報(bào)文的傳輸方式是應(yīng)用層交給UDP多長(zhǎng)的報(bào)文，UDP就照樣發(fā)送。因此，應(yīng)用程序必須選擇合適大小的報(bào)文。

2. TCP 注重安全可靠性，連接雙方在進(jìn)行通信前，需進(jìn)行三次握手建立連接。UDP 是無(wú)連接的，使用最大努力交付，即不保證可靠交付。
3. UDP 不需要連接等待，所以數(shù)據(jù)傳輸快，而 TCP 傳輸效率相對(duì)較低。
4. TCP首部開(kāi)銷(xiāo)是20個(gè)字節(jié)；UDP的首部開(kāi)銷(xiāo)是8個(gè)字節(jié)，這也是減少網(wǎng)絡(luò)傳輸開(kāi)銷(xiāo)的一方面。
5. TCP有擁塞控制和流量控制，而UDP沒(méi)有擁塞控制和流量控制。
6. TCP支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，提供全雙工通信，不提供廣播或多播服務(wù)；UDP支持一對(duì)一、一對(duì)多、多對(duì)一、多對(duì)多的通信模式。

2.2、TCP和UDP的使用場(chǎng)景

1. 當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量要求不高時(shí)，并且要求網(wǎng)絡(luò)通訊速度能盡量的快，這時(shí)就可以使用UDP。比如及時(shí)通信：語(yǔ)音、 視頻 、直播等。
2. 當(dāng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量有要求時(shí)，要求整個(gè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無(wú)誤可靠的傳遞給對(duì)方，這時(shí)就適用使用 TCP 協(xié)議，一般用于文件傳輸、發(fā)送和接收郵件等場(chǎng)景。比如HTTP、HTTPS、FTP等傳輸文件的協(xié)議，POP、SMTP等郵件傳輸?shù)膮f(xié)議都是使用 TCP 協(xié)議。

• TCP對(duì)應(yīng)的協(xié)議：

FTP：文件傳輸協(xié)議，使用21端口

Telnet：遠(yuǎn)程終端接入，使用23端口，用戶(hù)可以以自己的身份遠(yuǎn)程連接到計(jì)算機(jī)上，可提供基于DOS模式下的通信服務(wù)。

SMTP：郵件傳送協(xié)議，用于發(fā)送郵件，使用25端口

POP3：郵件傳送協(xié)議，P用于接收郵件。使用110端口

HTTP：萬(wàn)維網(wǎng)超文本傳輸協(xié)議，是從Web服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議

• UDP對(duì)應(yīng)的協(xié)議：

DNS：域名解析服務(wù)，將域名地址轉(zhuǎn)換為IP地址，使用53號(hào)端口；

SNMP：網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，用來(lái)管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，使用161號(hào)端口；

TFTP：簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議，提供不復(fù)雜、開(kāi)銷(xiāo)不大的文件傳輸服務(wù)，使用 69 端口；

NFS：遠(yuǎn)程文件服務(wù)器

RIP：路由信息協(xié)議

DHCP：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議

IGMP：網(wǎng)際組管理協(xié)議

2.3、TCP相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

前面一節(jié)已經(jīng)非常清楚的分析，歡迎查看：

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-TCP/UDP詳解（最全）

3、應(yīng)用層

應(yīng)用成主要提供應(yīng)用進(jìn)程間的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，完成用戶(hù)請(qǐng)求的各種服務(wù)。