【第四章：网络协议】第18节：网络协议 - 入门（上）

大家好，很高兴我们可以继续学习交流Java高频面试题。在本小节是专刊第四章的第一个小节，我们主要针对网络协议来进行交流。网络协议的底层实现比较复杂，学习门槛较高。在本小节中，主要是根据作者本人学习总结到的知识，以及面试中的高频网络协议知识点进行交流。

由于面试时间是有限的，所以针对网络协议这一块知识点，考察最多的就是TCP协议的三次握手和四次挥手以及TCP/UDP协议的区别了。在网络协议篇章，我们从OSI七层协议说起，依次介绍TCP/IP协议，三次握手四次挥手，网络包的分片与重组，HTTP和HTTPS协议以及XSS和CSRF攻击等相关知识点。

好了，话不多说，让我们一起来学习网络协议相关知识点吧~

（1）简单说下OSI七层协议模型吧。

答：OSI七层模型包括应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层以及物理层。示意图如下所示：

解析：

这是一个网络协议考察的基础题目，作为应聘者的我们，不光要能准确记忆这7层分别是什么，还需要做到切实理解。我们一起来简单看下各个层的作用吧。

• 应用层：由用户自己规定，规定各个应用之间消息传递的形式等，包括各机互访协议，分布式数据库协议等。常见的应用层协议有HTTP协议和FTP等。
• 表示层：在满足用户需求的基础上，尽可能的节省传输费用而设置的，比如传输压缩文件，jpeg或者加密文件等格式。
• 会话层：用于建立和拆除会话。
• 传输层：负责将来自会话层的消息传递给网络层，常见的传输层协议有TCP和UDP等协议。
• 网络层：规定通信网内的路由选择等方式，建立用户间的信息报传输设施。常见的网络层协议有IP，ICMP以及ARP等协议。
• 数据链路层：与建立数据传输链路相关。
• 物理层：规定一些机电性能，也包括工作方式如双工、单工或半双工，建立通信的启动和终止等。

网上流传着各个口诀来对7层模型进行名字进行记忆，但是我认为没必要。你想，要想传输东西，我们是不是需要规定两个应用之间传输的请求和响应格式？那就是应用层负责的事情；接下来是不是需要规定传输格式？这就是表示层；然后需要会话层来建立会话；由传输层将数据包传输到网络层，然后通过数据链路来传输；最底层还需要物理层来规定一些物理硬件层面的东西。

总结：应用层->表示层->会话层->传输层->网络层->数据链路层->物理层

（2）TCP/IP协议有了解吗？

答：TCP/IP协议是一系列网络协议的总称，是网络通信的基本骨架。TCP/IP协议模型在OSI七层模型的基础上，通过合并的方式，简化为四层，分别为应用层，传输层，网络层以及链路层。

我们通常的应用程序都工作在应用层，当各个应用之间通信时，传输层的TCP模块负责给HTTP数据添加TCP头部等信息；网络层的IP模块负责给HTTP数据添加IP头部等信息；链路层添加以太网首部等信息，并且通过电信号来传输数据包；然后数据包会依次经过对方的链路层，网络层，传输层以及应用层，实现数据的通信。

解析：

在这里，我们简单的了解了下如何使用TCP/IP协议进行数据的通信。这块涉及内容较多，包括IP协议，ARP协议以及路由协议等，这里我们做一个简单的介绍了解。

IP协议：

IP协议制定了一套网络地址，也就是IP地址，根据IP协议能够区分两台主机是否同属一个网络（子网）。

ARP协议（地址解析协议）：

根据IP地址获取MAC地址，将目标的IP地址在链路层进行包装，生成以太网数据包，在同一个子网内进行广播出去，各个主机拿到IP地址和自己的IP地址对比，若一样，则返回自己的MAC地址。注意，MAC地址与对应的IP地址存入本机ARP缓存中并保留一定时间。

路由协议：

ARP的寻址必须是在同一个子网内，我们可以通过IP协议来确定是否是同一个子网。如果不是同一个子网，则通过网关将数据包多次转发到对应的子网中，完成这个路由协议的物理设备就是路由器。

（3）可以详细说一下三次握手以及四次挥手吗？（重点掌握）

答：TCP协议是一种可靠的协议，在正式传输数据之前必须通过三次握手建立连接并且互相交换窗口大小。在传输结束之后，通过四次挥手来确认双方都结束数据交互。

三次握手的状态流程图如下所示：

客户端经历了Close->SYN_SENT->ESTABLISHED的状态变化；
服务端经历了Close->Listen->SYN_RCVD->EATABLISHED的状态变化。

四次挥手的状态流程图如下所示：