前端笔试题总结（六） - 计算机网络篇

1. 用浏览器打开一个网站，会使用到TCP/IP协议族中的哪些协议？

以下文段摘自：知乎_TOAA的回答

假设你用一个全新的浏览器（第一次启动的那种），访问百度（http://www.baidu.com/），在你敲入网址并按下回车之后，将会发生以下神奇的事情：

浏览器先尝试从Host文件中获取http://www.baidu.com/对应的IP地址，如果能取到当然万事大吉大家都能嗨，如果不能，就使用DNS协议来获取IP咯。

在DNS协议中，PC会向你的本地DNS服务器求助（一般是路由器），希望从本地DNS服务器那里得到百度的IP，得到就好，得不到还得向更高层次的DNS服务器求助，最终总能得到百度的IP。

得到百度的IP，下一步是使用TCP协议，建立TCP连接。

在TCP协议中，建立TCP需要与百度服务器握手三次，你先告诉服务器你要给服务器发东西（SYN），服务器应答你并告诉你它也要给你发东西（SYN、ACK），然后你应答服务器（ACK），总共来回了3次，称为3次握手。

不过，建立TCP连接有个前提（或者说给服务器发消息有个前提）：你必须能成功地把消息发到服务器上。虽然已经知道IP，但并无啥用（比如说，你在广东，你知道北京的地理坐标经纬度就能到北京了？你得知道有哪些路通往北京吧你得准备盘缠吧你得花时间吧）。

为了将消息从你的PC上传到服务器上，需要用到IP协议、ARP协议和OSPF协议。

我们都知道，你的PC和百度服务器之间一般会有许多路由器之类的东西，IP协议指定了出发地（你的PC）和目的地（服务器）；你的数据会经过一个又一个路由器，OSPF决定了会经过那些路由器（用一种叫路由算法的玩意，找出最佳路径）；从一个路由器怎么传给下一个路由器？这是ARP协议的JOB，ARP负责求下一个节点的地址（我们不止是要目的地，还要中间节点的地址）。
IP协议使用的是IP地址，整个发送过程中只涉及出发地和目的地2个IP地址，而ARP协议使用的是MAC地址，整个发送过程中涉及到每一个节点的MAP地址

现在，我们能和服务器通信，还建立了TCP连接，下一步干嘛，当然是用HTTP协议请求网页内容咯。

你发个HTTP请求报文给服务器，如果服务器禁止你访问它就给你回个"Forbidden"，如果它暂时挂掉了就给你回个“内部服务错误”，如果它正常才给你回个“OK“并将你要的数据传给你；如果你还需要其它的东西再去跟它要（它一般还会给你的-_-）。

你收到了服务器的回复，是一坨HTML形式的文本。浏览器必须要能够理解文本的内容，并快速地渲染到屏幕上（浏览器一般用有限自动机来理解文本内容，渲染的话就各看本事了，之所以微软IE卡成狗而谷歌浏览器很6，就是它们的渲染速度不同...）

渲染出来后，你就看到百度的首页了

下面就简单介绍一下TCP/IP协议族都包含哪些协议，其中在打开一个网站时，会用到的协议将用蓝色字体标注:

应用层：
- HTTP（超文本传输协议）：所有的WWW文件都必须遵守这个标准。
- SMTP（电子邮件传输协议）：保证可靠且有效的电子邮件传输。
- TELNET：远程登录服务应用。
传输层：
- TCP（传输控制协议）：负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。
- UDP（用户数据包协议）：DNS使用UDP传输。无连接的，数据传输的单位是用户数据报，不保证提供可靠的交付，只能提供“尽最大努力交付”。
网络层：
- IP：给因特网的每一台联网设备规定一个地址。
- ICMP：提供网络传输中的差错检测。
- ARP：将本机的默认网关IP地址映射成MAC物理地址。
数据链路层：
- RARP：反向地址转换协议。允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。

总的来说，打开一个网站时，会用到TCP/IP协议族的HTTP、TCP、IP、ARP协议，其次还会用到TCP/IP协议族之外的协议，如域名解析时用到的DNS协议、将消息从你的PC上传到服务器上还需要用到的OSPF协议。

2. 根据域名或者IP识别Internet上的主机都用到了哪些协议？

先讲一下MAC地址和IP的的区别吧：引用的知乎某位大佬的解释

虽然数据包发送时包含了完整的TCP/IP四层信息，但是IP地址只在的网络间寻址才起到作用，例如：一个路由器两端连接的是两个不同的网络，路由器接收到数据包后，查看数据包的IP字段和路由器的路由表，寻找到达目的IP所需要通过的端口，这个时候才需要IP地址。在同一个网络内，IP地址在发送端被转化为MAC地址进行寻址，而这种转化和交换的对应关系，依赖于ARP协议和MAC地址表。

总结：同一个网络内（IP在同一网段）的数据交换，都是MAC地址负责寻址；IP地址只在负责连接两个不同网段的路由器上才发挥指导作用。

首先，IP协议告诉了我们出发地和目的地；在同一个网络内进行数据交换时，IP地址会被转化为了MAC地址，借助的是ARP协议；经历哪些路由器由OSPF协议告诉我们；如何传递给下一个路由器，借助的也是ARP协议。

3. TCP协议的主要功能都有哪些？

完成对数据报的确认、流量控制和网络拥塞；
自动检测数据报，并提供错误重发的功能；
将多条路径传送的数据报按照原来的顺序进行排列；
控制超时重发，自动调整超时值。