一、談一談你對 TCP/IP 四層模型，OSI 七層模型的理解?

為了增強通用性和兼容性，計算機網絡都被設計成層次機構，每一層都遵守一定的規則。

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因此有了OSI這樣一個抽象的網絡通信參考模型，按照這個標準使計算機網絡系統可以互相連接。

• 物理層：通過網線、光纜等這種物理方式將電腦連接起來。傳遞的數據是比特流，0101010100。
• 數據鏈路層：首先，把比特流封裝成數據幀的格式，對0、1進行分組。電腦連接起來之后，數據都經過網卡來傳輸，而網卡上定義了全世界唯一的MAC地址。然后再通過廣播的形式向局域網內所有電腦發送數據，再根據數據中MAC地址和自身對比判斷是否是發給自己的。
• 網絡層：廣播的形式太低效，為了區分哪些MAC地址屬于同一個子網，網絡層定義了IP和子網掩碼，通過對IP和子網掩碼進行與運算就知道是否是同一個子網，再通過路由器和交換機進行傳輸。IP協議屬于網絡層的協議。
• 傳輸層：有了網絡層的MAC+IP地址之后，為了確定數據包是從哪個進程發送過來的，就需要端口號，通過端口來建立通信，比如TCP和UDP屬于這一層的協議。
• 會話層：負責建立和斷開連接
• 表示層：為了使得數據能夠被其他的計算機理解，再次將數據轉換成另外一種格式，比如文字、視頻、圖片等。
• 應用層：最高層，面對用戶，提供計算機網絡與最終呈現給用戶的界面

TCP/IP則是四層的結構，相當于是對OSI模型的簡化。

• 數據鏈路層，也有稱作網絡訪問層、網絡接口層。他包含了OSI模型的物理層和數據鏈路層，把電腦連接起來。
• 網絡層，也叫做IP層，處理IP數據包的傳輸、路由，建立主機間的通信。
• 傳輸層，就是為兩臺主機設備提供端到端的通信。
• 應用層，包含OSI的會話層、表示層和應用層，提供了一些常用的協議規范，比如FTP、SMPT、HTTP等。

總結下來，就是物理層通過物理手段把電腦連接起來，數據鏈路層則對比特流的數據進行分組，網絡層來建立主機到主機的通信，傳輸層建立端口到端口的通信，應用層最終負責建立連接，數據格式轉換，最終呈現給用戶。

二、說說 TCP 3次握手的過程?

建立連接前server端需要監聽端口，所以初始狀態是LISTEN。

• client端建立連接，發送一個SYN同步包，發送之后狀態變成SYN_SENT
• server端收到SYN之后，同意建立連接，返回一個ACK響應，同時也會給client發送一個SYN包，發送完成之后狀態變為SYN_RCVD
• client端收到server的ACK之后，狀態變為ESTABLISHED，返回ACK給server端。server收到之后狀態也變為ESTABLISHED，連接建立完成。

三、為什么要3次?2次，4次不行嗎?

因為TCP是雙工傳輸模式，不區分客戶端和服務端，連接的建立是雙向的過程。

如果只有兩次，無法做到雙向連接的建立，從建立連接server回復的SYN和ACK合并成一次可以看出來，他也不需要4次。

揮手為什么要四次?因為揮手的ACK和FIN不能同時發送，因為數據發送的截止時間不同。

四、那么四次揮手的過程呢?

1. client端向server發送FIN包，進入FIN_WAIT_1狀態，這代表client端已經沒有數據要發送了
2. server端收到之后，返回一個ACK，進入CLOSE_WAIT等待關閉的狀態，因為server端可能還有沒有發送完成的數據
3. 等到server端數據都發送完畢之后，server端就向client發送FIN，進入LAST_ACK狀態
4. client收到ACK之后，進入TIME_WAIT的狀態，同時回復ACK，server收到之后直接進入CLOSED狀態，連接關閉。但是client要等待2MSL(報文最大生存時間)的時間，才會進入CLOSED狀態。

五、為什么要等待2MSL 的時間才關閉?

• 為了保證連接的可靠關閉。如果server沒有收到最后一個ACK，那么就會重發FIN。
• 為了避免端口重用帶來的數據混淆。如果client直接進入CLOSED狀態，又用相同端口號向server建立一個連接，上一次連接的部分數據在網絡中延遲到達server，數據就可能發生混淆了。

六、TCP 怎么保證傳輸過程的可靠性?

校驗和：發送方在發送數據之前計算校驗和，接收方收到數據后同樣計算，如果不一致，那么傳輸有誤。

確認應答，序列號：TCP進行傳輸時數據都進行了編號，每次接收方返回ACK都有確認序列號。

超時重傳：如果發送方發送數據一段時間后沒有收到ACK，那么就重發數據。

連接管理：三次握手和四次揮手的過程。

流量控制：TCP協議報頭包含16位的窗口大小，接收方會在返回ACK時同時把自己的即時窗口填入，發送方就根據報文中窗口的大小控制發送速度。

擁塞控制：剛開始發送數據的時候，擁塞窗口是1，以后每次收到ACK，則擁塞窗口+1，然后將擁塞窗口和收到的窗口取較小值作為實際發送的窗口，如果發生超時重傳，擁塞窗口重置為1。這樣做的目的就是為了保證傳輸過程的高效性和可靠性。

七、說下瀏覽器請求一個網址的過程?

• 首先通過DNS服務器把域名解析成IP地址，通過IP和子網掩碼判斷是否屬于同一個子網
• 構造應用層請求http報文，傳輸層添加TCP/UDP頭部，網絡層添加IP頭部，數據鏈路層添加以太網協議頭部
• 數據經過路由器、交換機轉發，最終達到目標服務器，目標服務器同樣解析數據，最終拿到http報文，按照對應的程序的邏輯響應回去。

八、知道HTTPS的工作原理嗎?

• 用戶通過瀏覽器請求https網站，服務器收到請求，選擇瀏覽器支持的加密和hash算法，同時返回數字證書給瀏覽器，包含頒發機構、網址、公鑰、證書有效期等信息。
• 瀏覽器對證書的內容進行校驗，如果有問題，則會有一個提示警告。否則，就生成一個隨機數X，同時使用證書中的公鑰進行加密，并且發送給服務器。
• 服務器收到之后，使用私鑰解密，得到隨機數X，然后使用X對網頁內容進行加密，返回給瀏覽器
• 瀏覽器則使用X和之前約定的加密算法進行解密，得到最終的網頁內容

九、負載均衡有哪些實現方式?

DNS：這是最簡單的負載均衡的方式，一般用于實現地理級別的負載均衡，不同地域的用戶通過DNS的解析可以返回不同的IP地址，這種方式的負載均衡簡單，但是擴展性太差，控制權在域名服務商。

Http重定向：通過修改Http響應頭的Location達到負載均衡的目的，Http的302重定向。這種方式對性能有影響，而且增加請求耗時。

反向代理：作用于應用層的模式，也被稱作為七層負載均衡，比如常見的Nginx，性能一般可以達到萬級。這種方式部署簡單，成本低，而且容易擴展。

IP：作用于網絡層的和傳輸層的模式，也被稱作四層負載均衡，通過對數據包的IP地址和端口進行修改來達到負載均衡的效果。常見的有LVS(Linux Virtual Server)，通常性能可以支持10萬級并發。

按照類型來劃分的話，還可以分成DNS負載均衡、硬件負載均衡、軟件負載均衡。

其中硬件負載均衡價格昂貴，性能最好，能達到百萬級，軟件負載均衡包括Nginx、LVS這種。

十、說說 BIO/NIO/AIO 的區別?

BIO：同步阻塞IO，每一個客戶端連接，服務端都會對應一個處理線程，對于沒有分配到處理線程的連接就會被阻塞或者拒絕。相當于是一個連接一個線程。

NIO：同步非阻塞IO，基于Reactor模型，客戶端和channel進行通信，channel可以進行讀寫操作，通過多路復用器selector來輪詢注冊在其上的channel，而后再進行IO操作。這樣的話，在進行IO操作的時候再用一個線程去處理就可以了，也就是一個請求一個線程。

AIO：異步非阻塞IO，相比NIO更進一步，完全由操作系統來完成請求的處理，然后通知服務端開啟線程去進行處理，因此是一個有效請求一個線程。

十一、那么你怎么理解同步和阻塞?

首先，可以認為一個IO操作包含兩個部分：

• 發起IO請求
• 實際的IO讀寫操作

同步和異步在于第二個，實際的IO讀寫操作，如果操作系統幫你完成了再通知你，那就是異步，否則都叫做同步。

阻塞和非阻塞在于第一個，發起IO請求，對于NIO來說通過channel發起IO操作請求后，其實就返回了，所以是非阻塞。

十二、談一下你對Reactor模型的理解?

Reactor模型包含兩個組件：

1. Reactor：負責查詢、響應IO事件，當檢測到IO事件時，分發給Handlers處理。
2. Handler：與IO事件綁定，負責IO事件的處理。

它包含幾種實現方式：

單線程 Reactor

這個模式reactor和handler在一個線程中，如果某個handler阻塞的話，會導致其他所有的handler無法執行，而且無法充分利用多核的性能。

單 Reactor 多線程

由于decode、compute、encode的操作并非IO的操作，多線程Reactor的思路就是充分發揮多核的特性，同時把非IO的操作剝離開。

但是，單個Reactor承擔了所有的事件監聽、響應工作，如果連接過多，還是可能存在性能問題。

多 Reactor 多線程

為了解決單Reactor的性能問題，就產生了多Reactor的模式。其中mainReactor建立連接，多個subReactor則負責數據讀寫。