嵌入式软件 面经 笔试题 网络编程
2.网络编程（29道）
| 应用层 | 在实现多个应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务，比如电子邮件、文件传输、远程登录等。 |
| 传输层 | 为通信双方的主机提供端到端的服务，有两个不同的传输协议 TCP和 UDP， TCP提供可靠交付，而 UDP并不能保证可靠交付。 |
| 网络层 | 处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。 |
| 网络接口层 | 处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。 |
2.2 TCP/IP 协议包括？
| 应用层 | Telnet （远程登录服务）、 FTP （文件传输，使用 TCP）、 SMTP （建立于 FTP上的邮件服务）、 DNS（域名与 IP地址相互转换）等 |
| 传输层 | UDP （无连接、不可靠）、 TCP（面向连接、可靠传输） |
| 网络层 | IP （为主机提供一种无连接、不可靠、尽力而为的 数据 服务）、 ICMP（主机与路由器之间传递控制信息）、 IGMP（主机与路由器之间进行组播成员信息交互） |
| 网络接口层 | ARP （IP 地址-> MAC 地址）、RARP （ MAC地址 -> IP地址）等 |
（1）连接是三次握手，释放是四次挥手。
（2）端口是一个软件结构，被客户进程或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口。
2.4 IP 地址转换成物理地址的协议？反之？
答案：
（1）将IP地址转换成物理地址的协议是ARP（地址解析协议）。
（2）反之则是RARP（反地址解析协议）。
解读：
（1）ARP协议工作流程：
①首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区( ARP Cache )中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。
②当源主机需要将一个 数据 包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将 数据 包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求 数据 包里包括源主机的IP地址、 硬件 地址、以及目的主机的IP地址。
③网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查 数据 包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此 数据 包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应 数据 包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；
④源主机收到这个ARP响应 数据 包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始 数据 的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应 数据 包，表示ARP查询失败。
（2）RARP协议工作流程：
①网络上的每台设备都会有一个独一无二的硬件 地址，通常是由设备厂商分配的MAC地址。PC1从网卡上读取MAC地址，然后在网络上发送一个RARP请求的广播 数据 包，请求RARP服务器回复该PC的IP地址。
②RARP服务器收到了RARP请求 数据 包，为其分配IP地址，并将RARP回应发送给PC1。
③PC1收到RARP回应后，就使用得到的IP地址进行通讯。
2.6 应用程序ping 发出的是什么报文？
答案：应用程序ping发出的是ICMP请求报文。
解读： ping的原理是利用网络上机器IP地址的唯一性，给目标IP地址发送一个 数据 包，通过对方回复的 数据 包来确定两台网络机器是否连接相通，时延是多少。
2.7 socket 编程的流程？
（1）服务器端流程：
| 函数 | 作用 |
| socket() | 创建套接字 |
| bind() | 绑定本地 IP地址和端口号 |
| listen() | 设置监听队列长度 |
| accept() | 等待连接 |
| read() | 接收信息 |
| close() | 关闭套接字 |
（2）客户端流程：
| 函数 | 作用 |
| socket() | 创建套接字 |
| connect() | 发送连接请求 |
| write() | 发送信息 |
| close() | 关闭套接字 |
2.8 epoll 是什么？
（1）epoll是Linux网络编程中用于处理大批量文件描述符的机制，是对select/poll的改进。
（2）select监听的fd是有上限的，32位处理器一般为1024；且select/poll每次调用会遍历所有fd，时间复杂度为O(n)，效率太低。而epoll监听的fd数量没有限制，且能在O(1)的时间复杂度内完成操作。
（3）epoll相关的系统调用有：epoll_creat、epoll_ctl、epoll_wait/epoll_pwait（可屏蔽特定信号），分别用来创建一个epoll文件描述符、添加/删除/修改需要侦听的文件描述符及事件、接收被侦听描述符的IO事件。epoll文件描述符用完之后直接close关闭即可。
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