保研面试计网复习10——网页浏览过程、OSI七层协议、TCP和UDP的区别、NAT

本文主要是介绍保研面试计网复习10——网页浏览过程、OSI七层协议、TCP和UDP的区别、NAT，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

一、从输入链接点击到加载页面的过程中计算机网络方面的流程
二、OSI七层协议
三、TCP和UDP的区别
四、NAT

从输入链接点击到加载页面的过程中计算机网络方面的流程是什么
NAT相关
OSI七层协议
TCP和UDP的区别

一、从输入链接点击到加载页面的过程中计算机网络方面的流程

我们电脑上的浏览器作为一个软件具有一些功能，当我们输入URL时，我们的浏览器软件会执行DNS解析操作。

DNS解析：
- 用户输入URL，浏览器首先检查本地缓存，如果没有找到，会向DNS服务器查询该URL对应的IP地址。
- DNS服务器返回IP地址给浏览器。
建立TCP连接：
- 浏览器向目标服务器的IP地址发起TCP连接（三次握手过程）。
- 三次握手包括：客户端发送SYN包，服务器回应SYN-ACK包，客户端再发送ACK包确认。
发送HTTP请求：
- 建立连接后，浏览器向服务器发送HTTP请求，请求内容包括所需资源的路径和请求头信息。
服务器处理请求：
- 服务器接收到HTTP请求后，处理请求并生成响应（例如：查找请求的文件或生成动态内容）。
服务器发送响应：
- 服务器将响应数据通过HTTP协议返回给浏览器，这里包括响应头和响应体（如HTML文档）。
浏览器渲染页面：
- 浏览器接收到响应数据后，开始解析HTML文档，构建DOM树。
- 下载和解析CSS，构建CSSOM树。
- 执行JavaScript，构建渲染树，进行布局和绘制，最终在屏幕上呈现页面。

二、OSI七层协议

“物联网淑慧试用”
物数网传会表应
理据络输话示用
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路
层

物理层（Physical Layer）：
- 负责实际的硬件传输，包括电缆、无线电信号等。
- 传输比特流，确保比特的正确发送和接收。
数据链路层（Data Link Layer）：
- 负责节点之间的可靠数据传输。
- 包括MAC地址、帧的创建和错误检测。
网络层（Network Layer）：
- 负责不同网络之间的路径选择和数据包传输。
- 包括IP地址和路由选择。
传输层（Transport Layer）：
- 负责端到端的数据传输和控制。
- 包括TCP和UDP协议。
会话层（Session Layer）：
- 负责建立、维护和管理会话。
- 控制会话的建立和终止。
表示层（Presentation Layer）：
- 负责数据格式的转换和加密解密。
- 确保数据在不同系统之间的兼容性。
应用层（Application Layer）：
- 负责提供网络服务和应用接口。
- 包括HTTP、FTP、SMTP等协议。

三、TCP和UDP的区别

连接性：
- TCP（Transmission Control Protocol）：面向连接的协议，需要在数据传输前建立连接（三次握手）。
- UDP（User Datagram Protocol）：无连接的协议，不需要建立连接，直接发送数据。
可靠性：
- TCP：提供可靠的数据传输，保证数据包的顺序和完整性，具有重传机制和错误检测。
- UDP：不保证可靠性，数据可能丢失或乱序，没有重传机制。
传输效率：
- TCP：由于有连接建立和可靠性保障，传输效率较低。
- UDP：传输效率高，适用于实时应用（如视频、音频）。
使用场景：
- TCP：适用于需要可靠传输的应用，如网页浏览、文件传输、电子邮件。
- UDP：适用于不需要可靠传输的应用，如视频流、在线游戏、DNS查询。

Network Address Translation (NAT) 是网络工程中一个重要的概念，尤其在IP地址管理和网络安全方面起着关键作用。在面试中，关于NAT的重点知识点通常包括其基本概念、工作原理、类型、优缺点以及应用场景。以下是一些常见的NAT相关面试知识点：

四、NAT

NAT定义：
- Network Address Translation（网络地址转换）是将私有IP地址转换为公共IP地址的过程，允许多个设备通过一个公共IP地址访问互联网。
工作原理：
- 当内部网络设备（使用私有IP地址）发出互联网请求时，NAT设备（如路由器）会将私有IP地址和端口号转换为公共IP地址和一个唯一的端口号。返回的数据包则通过这个映射反向转换回私有IP地址。
NAT类型：
- 静态NAT（Static NAT）：
  - 一对一的IP地址映射。一个私有IP地址映射到一个公共IP地址。
- 动态NAT（Dynamic NAT）：
  - 多对多的IP地址映射。一组私有IP地址映射到一组公共IP地址。
- 端口地址转换（PAT）/ 网络地址端口转换（NAPT）：
  - 多对一的IP地址映射。多个私有IP地址通过不同的端口号映射到同一个公共IP地址。通常称为“多路复用”。
- 双向NAT（Bidirectional NAT）：
  - 双向映射，既可以将外部IP地址映射到内部IP地址，也可以将内部IP地址映射到外部IP地址。
NAT的优点：
- 节省IP地址：允许多个设备通过一个公共IP地址访问互联网，减少公共IP地址的需求。
- 增强安全性：隐藏内部网络结构和私有IP地址，提高安全性。
- 灵活的地址管理：可以方便地重用私有IP地址。
NAT的缺点：
- 增加延迟：地址转换需要时间，可能会增加网络延迟。
- 某些协议不兼容：某些协议或应用程序（如需要嵌入IP地址信息的协议）可能无法正常工作。
- 端到端连接性丧失：NAT会打破IP地址的端到端可达性，某些情况下需要借助UPnP或STUN等协议来穿越NAT。
应用场景：
- 家庭网络和小型企业网络：使用NAT来共享单个公共IP地址，实现多个设备同时访问互联网。
- 数据中心：在数据中心内部使用私有IP地址，通过NAT与外部网络通信，节省公共IP地址。
- 虚拟专用网络（VPN）：NAT可以与VPN结合使用，实现私有网络的安全互联。
常见面试问题：
- 什么是NAT，为什么需要NAT？
  - 解释NAT的基本概念和其在节省IP地址、提高安全性方面的作用。
- NAT有几种类型？它们的区别是什么？
  - 讨论静态NAT、动态NAT、PAT/NAPT和双向NAT的区别和应用场景。
- NAT的优缺点是什么？
  - 分析NAT在节省IP地址和提高安全性方面的优点，以及增加延迟和某些协议不兼容等缺点。
- NAT在家庭网络中的应用是什么？
  - 说明如何在家庭网络中使用NAT共享公共IP地址。
- NAT与防火墙的区别是什么？
  - 解释NAT和防火墙在网络安全中的不同作用。