三、傳輸層面試題（Transmission Layer）
傳輸層位于 OSI 七層模型的第四層，它的核心任務是為兩個主機之間的應用層提供可靠的數據傳輸服務。它不僅承擔了數據的端到端傳輸，而且還實現了諸如差錯檢測、數據流控制、擁塞控制等機制，是網絡面試中非常關鍵的一層。
1. TCP 和 UDP 的區別詳解及應用場景分析
概述：TCP 和 UDP 是傳輸層的兩種協議，各有優缺點，使用場景不同。
| 特性 | TCP（Transmission Control Protocol） | UDP（User Datagram Protocol） |
|---|---|---|
| 是否連接 | 是，面向連接（需要三次握手建立連接） | 否，無連接 |
| 可靠性 | 可靠，確保數據無差錯、無重復、按序到達 | 不可靠，可能出現丟包、亂序、重復 |
| 流控制和擁塞控制 | 有滑動窗口機制，進行流量控制和擁塞控制 | 無此機制 |
| 傳輸效率 | 較低，但保證可靠性 | 高效，但不保證可靠性 |
| 開銷 | 較大，需要維護連接狀態、確認機制等 | 小，無連接狀態，報文頭較短 |
| 應用場景 | 適合對可靠性要求高的應用，如網頁瀏覽、文件傳輸、電子郵件 | 適合對實時性要求高但可容忍丟包的應用，如視頻通話、直播、在線游戲 |
總結：
如果應用需要精確的數據傳輸、數據完整性，選擇 TCP。
如果更看重時效性，且可以接受部分數據丟失，比如音視頻通信，選擇 UDP。
2. TCP 三次握手（Three-Way Handshake）詳解
過程描述：
第一次握手：客戶端發送 SYN 報文，表示請求建立連接，并發送初始序列號（seq=x）。
第二次握手：服務器收到 SYN 報文后，回復一個 SYN-ACK 報文，表示接受連接請求，發送自己的初始序列號（seq=y），并確認客戶端的序列號（ack=x+1）。
第三次握手：客戶端收到 SYN-ACK 報文后，發送 ACK 報文，確認服務器的序列號（ack=y+1），此時連接建立完成。
重點問題解析：
為什么需要三次握手？
防止失效的連接請求報文造成錯誤連接。
需要雙方都確認收發能力正常。
圖示：
客戶端 服務器| ———— SYN ————> || <—— SYN+ACK —— || ———— ACK ————> |
連接建立完成3. TCP 四次揮手（Four-Way Handshake）詳解
過程描述：
客戶端發送 FIN 報文，請求關閉連接。
服務器接收后回復 ACK，表示收到關閉請求。
服務器處理完數據后，發送 FIN 報文，表示可以關閉連接。
客戶端收到后發送 ACK 報文，進入 TIME_WAIT 狀態。
重點：
TCP 是全雙工協議，必須雙方都關閉連接。
為什么需要 TIME_WAIT：確保最后 ACK 能到達服務器，防止老數據污染新連接。
4. TCP 狀態變遷及 TIME_WAIT 深入解析
TCP 在連接和斷開過程中，會經歷多種狀態，包括：
LISTEN
SYN_SENT
SYN_RECEIVED
ESTABLISHED
FIN_WAIT_1
FIN_WAIT_2
CLOSE_WAIT
CLOSING
LAST_ACK
TIME_WAIT
CLOSED
重點分析 TIME_WAIT：
等待兩倍最大報文壽命（MSL）時間，確保服務端已收到 ACK。
防止舊連接報文影響新連接。
如何優化 TIME_WAIT 過多問題？
操作系統調優（如
tcp_tw_reuse）。使用短連接或連接池。
5. TCP 的可靠性機制詳解
1. 序列號與確認號（SEQ/ACK）
每個 TCP 報文都有 SEQ（數據序號）與 ACK（確認號）。
確保報文按順序傳輸。
2. 重傳機制：
超時重傳（Timeout Retransmission）
快速重傳（Fast Retransmit）：連續收到三個相同 ACK 時立即重傳
3. 滑動窗口機制（Sliding Window）
控制發送速率，實現流量控制。
接收方窗口通知發送方可接收的數據量。
4. 擁塞控制機制：
慢啟動（Slow Start）
擁塞避免（Congestion Avoidance）
快速重傳（Fast Retransmit）
快速恢復（Fast Recovery）
6. TCP 粘包與拆包問題及解決方法
出現原因：
粘包：多條小數據連續發送，接收方一次性接收。
拆包：一條大數據被拆分成多段接收。
解決方式：
固定長度分隔
特殊分隔符（如 \n）
報文頭部添加長度字段（常用）
四、應用層面試題（Application Layer）
應用層是 OSI 模型的第七層，直接為用戶提供服務。常見的協議如 HTTP、DNS、SMTP、FTP、DHCP 等。面試中考查頻率極高，尤其是 HTTP 協議相關內容。
1. HTTP 和 HTTPS 的區別（深入詳解）
| 特性 | HTTP | HTTPS |
| 安全性 | 明文傳輸，容易被竊聽或篡改 | 使用 TLS/SSL 加密傳輸，確保數據安全 |
| 數據完整性 | 無保障 | 使用數字簽名與證書校驗數據完整性 |
| 端口 | 默認端口 80 | 默認端口 443 |
| 握手開銷 | 無需額外握手 | 需 TLS 握手（增加延遲） |
| 數字證書 | 不需要 | 需要 CA 簽發的數字證書 |
TLS 握手過程簡述：
客戶端發起請求，包含支持的加密算法等信息；
服務端返回證書和公鑰；
客戶端驗證證書有效性，生成對稱密鑰并用公鑰加密；
服務端用私鑰解密對稱密鑰，之后使用該密鑰進行加密通信。
2. HTTP1.0、HTTP1.1、HTTP2.0、HTTP3.0 對比
| 特性 | HTTP/1.0 | HTTP/1.1 | HTTP/2 | HTTP/3 |
| 連接 | 短連接 | 默認長連接 | 單連接多路復用 | 基于 UDP 的 QUIC 協議 |
| 請求數 | 一次請求一次連接 | 持久連接 | 多個請求復用連接 | 同上，更快恢復丟包 |
| 壓縮 | 無 | 無 | 頭部壓縮 | 更高效 |
| 服務器推送 | 不支持 | 不支持 | 支持 | 支持 |
3. HTTP 狀態碼分類與詳解
1xx：信息性（如 100 Continue）
2xx：成功（如 200 OK, 204 No Content）
3xx：重定向（如 301 Moved Permanently, 302 Found）
4xx：客戶端錯誤（如 400 Bad Request, 403 Forbidden, 404 Not Found）
5xx：服務器錯誤（如 500 Internal Server Error, 502 Bad Gateway）
面試技巧： 掌握常見狀態碼的語義與使用場景。
4. Cookie、Session、Token 與 JWT 區別
| 特性 | Cookie | Session | Token（如 JWT） |
| 存儲位置 | 客戶端 | 服務端 | 客戶端（本地存儲） |
| 安全性 | 易被竊取偽造 | 相對安全 | 安全，簽名校驗 |
| 狀態性 | 有狀態 | 有狀態 | 無狀態 |
| 適用場景 | 瀏覽器本地記住信息 | 服務端保持用戶會話 | 前后端分離、移動端認證 |
JWT 結構： Header.Payload.Signature
Header：聲明類型和算法
Payload：用戶信息、權限等
Signature：對前兩者進行簽名，防篡改
5. DNS 的解析過程詳解
瀏覽器緩存：是否解析過該域名？
系統緩存（如 /etc/hosts 文件）
本地 DNS 服務器
根域名服務器
頂級域服務器（如 .com、.cn）
權威域名服務器（提供最終 IP）
最終解析出 IP 地址返回給客戶端，客戶端發起請求。
面試加分點：
DNS 輪詢負載均衡（RR）
DNS 緩存機制
CDN 與 DNS 的結合優化訪問路徑
本文為計算機網絡面試題進階總結，涵蓋傳輸層與應用層的高頻知識點及深入解析。適合面試前系統復習，幫助應對實際面試中可能出現的綜合性網絡問題。
