今天是計算機(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)的知識點(diǎn)，還有就是面試過程中會遇到的一些問題進(jìn)行了匯總，這章內(nèi)容算是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的全集了，相信有了這篇文章，大家的復(fù)習(xí)過程中就一定會提高效率。

大家都知道在面試過程中，不管是校招還是社招，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)肯定是必考項，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)，二是時間不允許系統(tǒng)的去復(fù)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，所以我會將面試中遇到的高頻考點(diǎn)都羅列出來供大家學(xué)習(xí)?？梢渣c(diǎn)贊收藏，以免著急使用而找不到。希望大家都能在求職過程中拿到自己滿意的offer！

那就開始正文嘍~

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

一、OSI七層模型：

1、物理層

實現(xiàn)計算機(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

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

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

• 封裝成幀：把網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)報加頭和尾，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。
• 差錯控制：接收者檢測錯誤,如果發(fā)現(xiàn)差錯，丟棄該幀，差錯控制方法有 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)（比如一個路由器到下一個路由器）。

3、網(wǎng)絡(luò)層

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

網(wǎng)絡(luò)層最重要的一個功能就是：路由選擇。路由一般包括路由表和路由算法兩個方面。每個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)；另一種就是動態(tài)維護(hù)，是在運(yùn)行過程中根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自動地動態(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、會話層

是用戶應(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

處理用戶數(shù)據(jù)的表示問題，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

為用戶的應(yīng)用進(jìn)程提供網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)，完成和實現(xiàn)用戶請求的各種服務(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)議棧時的封裝過程

上圖表示了TCP/IP協(xié)議中每個層的作用，而TCP/IP協(xié)議通信的過程其實就對應(yīng)著數(shù)據(jù)入棧與出棧的過程。入棧的過程，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)男畔?，確保能傳輸?shù)侥康牡亍３鰲５倪^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

實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)地址與物理地址的轉(zhuǎn)換，并通過路由選擇算法為分組通過通信子網(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請求，單播發(fā)送ARP響應(yīng)。

1. 每個主機(jī)都在自己的ARP緩沖區(qū)中建立一個ARP列表，以表示 IP 地址和 MAC 地址之間的對應(yīng)關(guān)系。
2. 當(dāng)源主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)時，先檢查ARP列表中是否有該 IP 地址對應(yīng)的 MAC 地址，如果有，則直接發(fā)送數(shù)據(jù)；如果沒有，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，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)一直沒有收到ARP響應(yīng)數(shù)據(jù)包，表示ARP查詢失敗。

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，主要用于無盤工作站，因為給無盤工作站配置的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)無盤工作站啟動后，就封裝一個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)器收到請求包后，就查找對應(yīng)的MAC地址的IP地址裝入響應(yīng)報文中發(fā)回給請求者。因為需要廣播請求報文，因此RARP只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡(luò)。

1.4、DHCP協(xié)議

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

DHCP數(shù)據(jù)發(fā)送過程

1.5、ICMP協(xié)議

因特網(wǎng)控制報文協(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。因為 IP 協(xié)議并不是一個可靠的協(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)生錯誤，比如主機(jī)不可達(dá)、路由不可達(dá)等等，ICMP協(xié)議將會把錯誤信息封包，然后傳送回給主機(jī)，給主機(jī)一個處理錯誤的機(jī)會。

ICMP報文有兩種：差錯報告報文和詢問報文。

以下是4種常見的ICMP差錯報告報文：

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，丟棄該數(shù)據(jù)報，并向源站發(fā)送“終點(diǎn)不可達(dá)”報文。
• 主機(jī)收到無法交付給應(yīng)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)報，將其丟棄，向源站發(fā)送“終點(diǎn)不可達(dá)”報文。

2. 時間超過

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

3. 參數(shù)問題

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

4. 改變路由（重定向）

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

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）：是一種動態(tài)路由選擇協(xié)議，基于距離矢量算法，使用“跳數(shù)”來衡量到達(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：開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議，使用Dijskra算法計算出到達(dá)每一網(wǎng)絡(luò)的最短路徑，并在檢測到 鏈路的情況發(fā)生變化時（如鏈路失效），就執(zhí)行該算法快速收斂到新的無環(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與用戶數(shù)據(jù)報協(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報文段；UDP是面向報文的，基本傳輸單位是用戶數(shù)據(jù)報。

• 面向字節(jié)流：應(yīng)用程序和TCP的交互是一次一個數(shù)據(jù)塊（大小不等），但TCP把應(yīng)用程序看成是一連串的無結(jié)構(gòu)的字節(jié)流。TCP有一個緩沖，當(dāng)應(yīng)用程序傳送的數(shù)據(jù)塊太長，TCP就可以把它劃分短一些再傳送。
• 面向報文：面向報文的傳輸方式是應(yīng)用層交給UDP多長的報文，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 傳輸效率相對較低。
4. TCP首部開銷是20個字節(jié)；UDP的首部開銷是8個字節(jié)，這也是減少網(wǎng)絡(luò)傳輸開銷的一方面。
5. TCP有擁塞控制和流量控制，而UDP沒有擁塞控制和流量控制。
6. TCP支持點(diǎn)對點(diǎn)通信，提供全雙工通信，不提供廣播或多播服務(wù)；UDP支持一對一、一對多、多對一、多對多的通信模式。

2.2、TCP和UDP的使用場景

1. 當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量要求不高時，并且要求網(wǎng)絡(luò)通訊速度能盡量的快，這時就可以使用UDP。比如及時通信：語音、 視頻 、直播等。
2. 當(dāng)對網(wǎng)絡(luò)通訊質(zhì)量有要求時，要求整個數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤可靠的傳遞給對方，這時就適用使用 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，用戶可以以自己的身份遠(yuǎn)程連接到計算機(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號端口；

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

TFTP：簡單文件傳輸協(xié)議，提供不復(fù)雜、開銷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)知識點(diǎn)

前面一節(jié)已經(jīng)非常清楚的分析，歡迎查看：

計算機(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)，完成用戶請求的各種服務(wù)。