常见网络编程面试题答案征集与面试题

常见网络编程面试题答案征集与面试题1：tcp和udp的区别2：流量控制和拥塞控制的实现机制3：滑动窗口的实现机制4：多线程如何同步。5：进程间通讯的方式有哪些，各有什么优缺点6：tcp连接建立的时候3次握手的具体过程，以及其中的每一步是为什么7：tcp断开连接的具体过程，其中每一步是为什么那么做8：tcp建立连接和断开连接的各种过程中的状态转换细节9：epool与select的区别10：epool中et和lt的区别与实现原理11：写一个server程序需要注意哪些问题12：项目中遇到的难题，你是如何解决的1.tcp和udp的区别：TCP与UDP区别TCP---传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。UDP---用户数据报协议，是一个简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快OverviewTCP(TransmissionControlProtocol)isthemostcommonlyusedprotocolontheInternet.ThereasonforthisisbecauseTCPofferserrorcorrection.WhentheTCPprotocolisusedthereisaguaranteeddelivery.Thisisduelargelyinparttoamethodcalledflowcontrol.Flowcontroldetermineswhendataneedstobere-sent,andstopstheflowofdatauntilpreviouspacketsaresuccessfullytransferred.Thisworksbecauseifapacketofdataissent,acollisionmayoccur.Whenthishappens,theclientre-requeststhepacketfromtheserveruntilthewholepacketiscompleteandisidenticaltoitsoriginal.UDP(UserDatagramProtocol)isanthercommonlyusedprotocolontheInternet.However,UDPisneverusedtosendimportantdatasuchaswebpages,databaseinformation,etc;UDPiscommonlyusedforstreamingaudioandvideo.StreamingmediasuchasWindowsMediaaudiofiles(.WMA),RealPlayer(.RM),andothersuseUDPbecauseitoffersspeed!ThereasonUDPisfasterthanTCPisbecausethereisnoformofflowcontrolorerrorcorrection.ThedatasentovertheInternetisaffectedbycollisions,anderrorswillbepresent.RememberthatUDPisonlyconcernedwithspeed.Thisisthemainreasonwhystreamingmediaisnothighquality.Onthecontrary,UDPhasbeenimplementedamongsometrojanhorseviruses.HackersdevelopscriptsandtrojanstorunoverUDPinordertomasktheiractivities.UDPpacketsarealsousedinDoS(DenialofService)attacks.ItisimportanttoknowthedifferencebetweenTCPport80andUDPport80.Ifyoudon'tknowwhatportsaregohere.FrameStructureAsdatamovesalonganetwork,variousattributesareaddedtothefiletocreateaframe.Thisprocessiscalledencapsulation.Therearedifferentmethodsofencapsulationdependingonwhichprotocolandtopologyarebeingused.Asaresult,theframestructureofthesepacketsdifferaswell.TheimagesbelowshowboththeTCPandUDPframestructures.TCPFRAMESTRUCTUREUDPFRAMESTRUCTUREThepayloadfieldcontainstheactuallydata.NoticethatTCPhasamorecomplexframestructure.ThisislargelyduetothefacttheTCPisaconnection-orientedprotocol.TheextrafieldsareneedtoensuretheguaranteeddeliveryofferedbyTCP.UDPUDP与TCP的主要区别在于UDP不一定提供可靠的数据传输。事实上，该协议不能保证数据准确无误地到达目的地。UDP在许多方面非常有效。当某个程序的目标是尽快地传输尽可能多的信息时（其中任意给定数据的重要性相对较低），可使用UDP。ICQ短消息使用UDP协议发送消息。许多程序将使用单独的TCP连接和单独的UDP连接。重要的状态信息随可靠的TCP连接发送，而主数据流通过UDP发送。TCPTCP的目的是提供可靠的数据传输，并在相互进行通信的设备或服务之间保持一个虚拟连接。TCP在数据包接收无序、丢失或在交付期间被破坏时，负责数据恢复。它通过为其发送的每个数据包提供一个序号来完成此恢复。记住，较低的网络层会将每个数据包视为一个独立的单元，因此，数据包可以沿完全不同的路径发送，即使它们都是同一消息的组成部分。这种路由与网络层处理分段和重新组装数据包的方式非常相似，只是级别更高而已。为确保正确地接收数据，TCP要求在目标计算机成功收到数据时发回一个确认（即ACK）。如果在某个时限内未收到相应的ACK，将重新传送数据包。如果网络拥塞，这种重新传送将导致发送的数据包重复。但是，接收计算机可使用数据包的序号来确定它是否为重复数据包，并在必要时丢弃它。TCP与UDP的选择如果比较UDP包和TCP包的结构，很明显UDP包不具备TCP包复杂的可靠性与控制机制。与TCP协议相同，UDP的源端口数和目的端口数也都支持一台主机上的多个应用。一个16位的UDP包包含了一个字节长的头部和数据的长度，校验码域使其可以进行整体校验。（许多应用只支持UDP，如：多媒体数据流，不产生任何额外的数据，即使知道有破坏的包也不进行重发。）很明显，当数据传输的性能必须让位于数据传输的完整性、可控制性和可靠性时，TCP协议是当然的选择。当强调传输性能而不是传输的完整性时，如：音频和多媒体应用，UDP是最好的选择。在数据传输时间很短，以至于此前的连接过程成为整个流量主体的情况下，UDP也是一个好的选择，如：DNS交换。把SNMP建立在UDP上的部分原因是设计者认为当发生网络阻塞时，UDP较低的开销使其有更好的机会去传送管理数据。TCP丰富的功能有时会导致不可预料的性能低下，但是我们相信在不远的将来，TCP可靠的点对点连接将会用于绝大多数的网络应用。2：流量控制和拥塞控制的实现机制拥塞控制网络拥塞现象是指到达通信子网中某一部分的分组数量过多,使得该部分网络来不及处理,以致引起这部分乃至整个网络性能下降的现象,严重时甚至会导致网络通信业务陷入停顿,即出现死锁现象。拥塞控制是处理网络拥塞现象的一种机制。流量控制数据的传送与接收过程当中很可能出现收方来不及接收的情况,这时就需要对发方进行控制,以免数据丢失。流量控制机制：流量控制用于防止在端口阻塞的情况下丢帧，这种方法是当发送或接收缓冲区开始溢出时通过将阻塞信号发送回源地址实现的。流量控制可以有效的防止由于网络中瞬间的大量数据对网络带来的冲击，保证用户网络高效而稳定的运行。TCP的拥塞控制1.引言TCP是Internet上通用的传输层协议之一，是目前应用最广泛的传输控制协议，其核心是拥塞控制机制。基于Internet的交换机的通信信道、处理速度及缓冲存储空间通常是网上所有主机共享的资源，也是网络系统潜在的瓶颈。随着信源主机数以及信源业务端业务量的不断增多，瓶颈处就有可能发生资源竞争，从而导致网络拥塞。TCP的一个重要组成部分是执行拥塞控制和拥塞恢复的算法集合。TCP拥塞控制算法的目标是最大限度利用网络带宽，同时不产生数据流传输中的拥塞现象。因此，自从上个世纪80年代出现第一次拥塞崩溃以来，TCP拥塞控制策略就在不断地进行完善和改进。2.传统的TCP拥塞控制机制传统的TCP中的拥塞控制机制主要是基于VanJacobson提出的慢启动算法、拥塞避免算法和一个用于估计周转RTT(roundtriptime)的算法。慢启动算法通过观察到新分组进入网络的速率应该与另一端返回确认的速率相同而进行工作。慢启动为发送方的TCP增加了另一个窗口：拥塞窗口(congestionwindow)，记为cwnd。当与另一个网络的主机建立TCP连接时，拥塞窗口被初始化为1个报文段（即另一端通告的报文段大小）。每收到一个ACK，拥塞窗口就增加一个报文段（cwnd以字节为单位，但是慢启动以报文段大小为单位进行增加）。发送方取拥塞窗口与通告窗口中的最小值作为发送上限。拥塞窗口是发送方使用的流量控制，而通告窗口则是接收方使用的流量控制。发送方开始时发送一个报文段，然后等待ACK。当收到该ACK时，拥塞窗口从1增加为2，即可以发送两个报文段。当收到这两个报文段的ACK时，拥塞窗口就增加为4，这是一种指数增加的关系。在某些点上可能达到了互联网的容量，于是中间路由器开始丢弃分组。拥塞避免算法是一种处理丢失分组的方法。该算法假定由于分组受到损坏引起的丢失是非常少的（远小于1%），因此分组丢失就意味着在源主机和目的主机之间的某处网络上发生了拥塞。有两种分组丢失的指示：发生超时和接收到重复的确认。拥塞避免算法和慢启动算法是两个目的不同、独立的算法。但是当拥塞发生时，我们希望降低分组进入网络的传输速率，于是可以调用慢启动来作到这一点。在实际中这两个算法通常在一起实现。1990年出现的TCPReno版本增加了快速重传算法、快速恢复算法，避免了当网络拥塞不够严重时采用慢启动算法而造成过大地减小发送窗口尺寸的现象。3.拥塞控制的四个阶段a．慢启动阶段(slowstart)：发送方一开始便向网络发送多个报文段，直至达到接收方通告的窗口大小为止。当发送方和接收方处于同一个局域网时，这种方式是可以的。但是如果在发送方和接收方之间存在多个路由器和速率较慢的链路时，就有可能出现一些问题。一些中间路由器必须缓存分组，并有可能耗尽存储器的空间。b．拥塞避免阶段（congestionavoidance）：当发现超时或收到3个相同ACK确认帧时，则表示有丢包事件，此时网络已发生拥塞现象，此时要进行相应的拥塞控制。将慢启动阈值设置为当前拥塞窗口的一半；如检测到超时，拥塞窗口就被置为l。如果拥塞窗口小于或等于慢启动阈值，TCP重新进人慢启动阶段；如果拥塞窗口大于慢