Android面试必看之网络相关知识篇

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1,基础知识

  • ip地址和端口号:ip地址是唯一的通讯实体,一个端口号对应一个通讯实体
  • tcp/udp协议:udp是无连接协议,可以通过任何途径达到目的地,不可靠,但是效率高,可以用来做做视频聊天

tcp需要三次握手,是可靠的协议,传输效率低,

  • URL:统一的资源定位器,
  • InetAddress,java提供的一个地址类
  • http连接的特点:客户端发送的每次请求都需要服务器回送响应,在请求结束后,会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为一次连接。
  • 网络分层:OSI七层模型(应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层)

2,Socket

创建socket实例,大部分基于

image.png

客户端连接:

1,创建socket对象

2,连接建立后,通过输出流向服务器端发送请求信息

3,通过输入流获取服务器响应的信息

4,关闭响应资源

服务端连接:

1,创建ServerSocket对象,绑定监听端口

2,通过accept()方法监听客户端请求

3,连接建立后,通过输入流读取客户端发送的请求信息

4,通过输入流向客户端发送信息

5,关闭相关资源

3,Socket建立网络连接的步骤:

建立Socket连接至少需要一对套接字,其中一个运行与客户端--ClientSocket,一个运行于服务端--ServiceSocket

1、服务器监听:服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。

2、客户端请求:指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。注意:客户端的套接字必须描述他要连接的服务器的套接字,

指出服务器套接字的地址和端口号,然后就像服务器端套接字提出连接请求。

3、连接确认:当服务器端套接字监听到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述

发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务端套接字则继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

4,Socket和http的区别

Http协议:简单的对象访问协议,对应于应用层。Http协议是基于TCP链接的。

tcp协议:对应于传输层

ip协议:对应与网络层

TCP/IP是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;而Http是应用层协议,主要解决如何包装数据。

Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。

Http连接:http连接就是所谓的短连接,及客户端向服务器发送一次请求,服务器端相应后连接即会断掉。

socket连接:socket连接及时所谓的长连接,理论上客户端和服务端一旦建立连接,则不会主动断掉;但是由于各种环境因素可能会是连接断开,比如说:服务器端或客户端主机down了,网络故障,或者两者之间长时间没有数据传输,网络防火墙可能会断开该链接已释放网络资源。所以当一个socket连接中没有数据的传输,那么为了位置连续的连接需要发送心跳消息,具体心跳消息格式是开发者自己定义的。

5,java的IO接口

基于字节,字符,磁盘,网络操作的IO接口

(BIO)阻塞式IO的通讯模型,如下图()


image.png

BIO数据在写入OutputStream

6, TCP 与 UDP 的区别

  • TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接);UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接
  • TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达;UDP尽最大努力交付,即不保证可靠交付
  • TCP面向字节流,实际上是TCP把数据看成一连串无结构的字节流;UDP是面向报文的 UDP没有拥塞控制,因此网络出现拥塞不会使源主机的发送速率降低(对实时应用很有用,如IP电话,实时视频会议等)
  • 每一条TCP连接只能是点到点的;UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信
  • TCP首部开销20字节;UDP的首部开销小,只有8个字节
  • TCP的逻辑通信信道是全双工的可靠信道,UDP则是不可靠信道

7,TCP 的 3 次握手和四次挥手

第一次握手:客户端发送syn包(syn=j)到服务器,并进入SYN_SEND状态,等待服务器确认;

第二次握手:服务器收到syn包,必须确认客户的SYN(ack=j+1),同时自己也发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态;

第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手。

握手过程中传送的包里不包含数据,三次握手完毕后,客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下,TCP连接一旦建立,在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前,TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求,断开过程需要经过“四次挥手”

第一次挥手:客户端发送报文告诉服务器没有数据要发送了

第二次挥手:服务端收到,再发送给客户端告诉它我收到了

第三次挥手:服务端向客户端发送报文,请求关闭连接

第四次挥手:客户端收到关闭连接的请求,向服务端发送报文,服务端关闭连接

8,TCP为什么三次握手不是两次握手,为什么两次握手不安全

为了实现可靠数据传输, TCP 协议的通信双方, 都必须维护一个序列号, 以标识发送出去的数据包中, 哪些是已经被对方收到的。 三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值, 并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤

如果只是两次握手, 至多只有连接发起方的起始序列号能被确认, 另一方选择的序列号则得不到确认

9,为什么TCP是可靠的,UDP早不可靠的?为什么UDP比TCP快?

TCP/IP协议拥有三次握手双向机制,这一机制保证校验了数据,保证了他的可靠性。

UDP就没有了,udp信息发出后,不验证是否到达对方,所以不可靠。

10,Http的get和post的区别

http是应用层的协议,底层基于TCP/IP协议,所以本质上,get和post请求都是TCP请求。所以二者的区别都是体现在应用层上(HTTP的规定和浏览器/服务器的限制)

1.参数的传输方式:GET参数通过URL传递,POST放在Request body中。

2.GET请求在URL中传送的参数是有长度限制的,而POST没有。

3.对于GET方式的请求,浏览器会把http header和data一并发送出去,服务器响应200(返回数据);而对于POST,浏览器先发送header,服务器响应100 continue,浏览器再发送data,服务器响应200 ok(返回数据)。不过要注意,并不是所有浏览器都会在POST中发送两次包,比如火狐

4.对参数的数据类型,GET只接受ASCII字符,而POST没有限制。

5.GET比POST更不安全,因为参数直接暴露在URL上,所以不能用来传递敏感信息。

6.GET请求只能进行url编码,而POST支持多种编码方式。

7.GET在浏览器回退时是无害的,而POST会再次提交请求。

8.GET产生的URL地址可以被Bookmark,而POST不可以。

9.GET请求会被浏览器主动cache,而POST不会,除非手动设置。

11,socket和http的区别

Http协议:简单的对象访问协议,对应于应用层。Http协议是基于TCP链接的。

tcp协议:对应于传输层

ip协议:对应与网络层

TCP/IP是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输;而Http是应用层协议,主要解决如何包装数据。

Socket是对TCP/IP协议的封装,Socket本身并不是协议,而是一个调用接口(API),通过Socket,我们才能使用TCP/IP协议。

Http连接:http连接就是所谓的短连接,及客户端向服务器发送一次请求,服务器端相应后连接即会断掉。

socket连接:socket连接及时所谓的长连接,理论上客户端和服务端一旦建立连接,则不会主动断掉;但是由于各种环境因素可能会是连接断开,比如说:服务器端或客户端主机down了,网络故障,或者两者之间长时间没有数据传输,网络防火墙可能会断开该链接已释放网络资源。所以当一个socket连接中没有数据的传输,那么为了位置连续的连接需要发送心跳消息,具体心跳消息格式是开发者自己定义的。

12,描述一次网络请求的流程

1)域名解析

浏览器会先搜索自身DNS缓存且对应的IP地址没有过期;若未找到则搜索操作系统自身的DNS缓存;若还未找到则读本地的hotsts文件;还未找到会在TCP/IP设置的本地DNS服务器上找,如果要查询的域名在本地配置的区域资源中,则完成解析;否则根据本地DNS服务器会请求根DNS服务器;根DNS服务器是13台根DNS,会一级一级往下找。

2)TCP三次握手

客户端先发送SYN=1,ACK=0,序列号seq=x报文;(SYN在连接建立时用来同步序号,SYN=1,ACK=0代表这是一个连接请求报文,对方若同意建立连接,则应在响应报文中使SYN=1,ACK=1)

服务器返回SYN=1,ACK=1,seq=y, ack=x+1;

客户端再一次确认,但不用SYN了,回复服务端, ACK=1, seq=x+1, ack=y+1

3)建立TCP连接后发起HTTP请求

客户端按照指定的格式开始向服务端发送HTTP请求,HTTP请求格式由四部分组成,分别是请求行、请求头、空行、消息体,服务端接收到请求后,解析HTTP请求,处理完成逻辑,最后返回一个具有标准格式的HTTP响应给客户端。

4)服务器响应HTTP请求

服务器接收处理完请求后返回一个HTTP响应消息给客户端,HTTP响应信息格式包括:状态行、响应头、空行、消息体

5)浏览器解析HTML代码,请求HTML代码中的资源

浏览器拿到html文件后,就开始解析其中的html代码,遇到js/css/image等静态资源时,向服务器发起一个http请求,如果返回304状态码,浏览器会直接读取本地的缓存文件。否则开启线程向服务器请求下载。

6)浏览器对页面进行渲染并呈现给用户

7)TCP的四次挥手

当客户端没有东西要发送时就要释放连接(提出中断连接可以是Client也可以是Server),客户端会发送一个FIN=1的没有数据的报文,进入FIN_WAIT状态,服务端收到后会给客户端一个确认,此时客户端不能发送数据,但可接收信息。

13,Http位于TCP/IP 模型中的第几层?为什么说Http是可靠的数据传输协议?

TCP/IP 的五层模型:

从下到上:物理层-数据链路层-网络层-传输层-应用层

其中Tcp/ip 位于模型中的网络层,处于同一层的还有ICMP(网络控制信息协议),http位于模型中的应用层

由于tcp/ip是面向链接的可靠协议,而http是在传输层基于tcp/ip西仪的,所以说http也是可靠的数据传输协议

14,http,https的区别

此处延伸:https的实现原理

1、https协议需要到ca申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。

2、http是超文本传输协议,信息是明文传输,https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

3、http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。

4、http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

https实现原理:

(1)客户使用https的URL访问Web服务器,要求与Web服务器建立SSL连接。

(2)Web服务器收到客户端请求后,会将网站的证书信息(证书中包含公钥)传送一份给客户端。

(3)客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级,也就是信息加密的等级。

(4)客户端的浏览器根据双方同意的安全等级,建立会话密钥,然后利用网站的公钥将会话密钥加密,并传送给网站。

(5)Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。

(6)Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

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