2019 iOS面試題大全---全方面剖析面試

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之HTTP協(xié)議

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之HTTPS倦零、對(duì)稱(chēng)加密误续、非對(duì)稱(chēng)加密

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2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之UDP的特點(diǎn)蹋嵌、UDP的報(bào)文結(jié)構(gòu)及差錯(cuò)檢測(cè)

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2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之TCP進(jìn)階：可靠數(shù)據(jù)傳輸、流量控制(滑動(dòng)窗口)恋脚、擁塞控制

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之DNS

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之Cookie和Session

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之IP協(xié)議腺办、IP數(shù)據(jù)報(bào)分片、IPv4編址糟描、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）

2019 iOS面試題-----網(wǎng)絡(luò)相關(guān)之IPv6怀喉、從IPv4到IPv6的遷移

之前有說(shuō)到OSI七層協(xié)議中的應(yīng)用層（HTTP協(xié)議）、傳輸層（TCP協(xié)議船响、UDP協(xié)議）躬拢，在傳輸層之上就是網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)IP數(shù)據(jù)報(bào)的產(chǎn)生以及IP數(shù)據(jù)包在邏輯網(wǎng)絡(luò)上的路由轉(zhuǎn)發(fā)见间，網(wǎng)絡(luò)層分為三個(gè)組件：

• 1估灿、IP協(xié)議

• 2、路由選擇協(xié)議缤剧，它決定了數(shù)據(jù)報(bào)從源到目的地所流經(jīng)的路徑

• 3、ICMP協(xié)議 (Internet Control Message Protocol, 因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議)域慷，報(bào)告數(shù)據(jù)報(bào)中的差錯(cuò)和對(duì)某些網(wǎng)路層信息請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)對(duì)設(shè)施荒辕。

網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的區(qū)別

• 網(wǎng)絡(luò)層只是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址將源結(jié)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的結(jié)點(diǎn)（點(diǎn)到點(diǎn)），其主要任務(wù)是：通過(guò)路由選擇算法犹褒，為報(bào)文或分組通過(guò)通信子網(wǎng)選擇最適當(dāng)?shù)穆窂降种稀Ｔ搶涌刂茢?shù)據(jù)鏈路層與傳輸層之間的信息轉(zhuǎn)發(fā)，建立叠骑、維持和終止網(wǎng)絡(luò)的連接李皇。具體地說(shuō)，數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)在這一層被轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包宙枷，然后通過(guò)路徑選擇掉房、分段組合、順序慰丛、進(jìn)/出路由等控制卓囚，將信息從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳送到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

即網(wǎng)絡(luò)層提供了主機(jī)之間的邏輯通信

• 而傳輸層則負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)可靠地傳送到相應(yīng)的端口（端到端）诅病，傳輸層提供了主機(jī)應(yīng)用程序進(jìn)程之間的端到端的服務(wù)哪亿。傳輸層利用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)粥烁，并通過(guò)傳輸層地址提供給高層用戶傳輸數(shù)據(jù)的通信端口，使高層用戶看到的只是在兩個(gè)傳輸實(shí)體間的一條端到端的蝇棉、可由用戶控制和設(shè)定的讨阻、可靠的數(shù)據(jù)通路。

即傳輸層為運(yùn)行在不同主機(jī)上的進(jìn)程之間提供了邏輯通信

一篡殷、IP協(xié)議

IP協(xié)議是TCP/IP核心協(xié)議钝吮。

1、IP協(xié)議的數(shù)據(jù)報(bào)格式（IPv4）

• 版本號(hào)
  規(guī)定了數(shù)據(jù)報(bào)的IP協(xié)議版本（IPv4還是IPv6）贴唇。不同的IP版本使用不同的數(shù)據(jù)報(bào)格式 搀绣，上圖是IPv4的數(shù)據(jù)報(bào)格式

• 首部長(zhǎng)度
  大多數(shù)IP數(shù)據(jù)報(bào)不包含選項(xiàng)，所以一般IP數(shù)據(jù)報(bào)具有20字節(jié)的首部戳气。

• 服務(wù)類(lèi)型
  使不同類(lèi)型的IP數(shù)據(jù)報(bào)能相互區(qū)別開(kāi)來(lái)链患。

• 數(shù)據(jù)報(bào)長(zhǎng)度
  整個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度，利用首部長(zhǎng)度和總長(zhǎng)度就可以是算出IP數(shù)據(jù)報(bào)中數(shù)據(jù)內(nèi)容的起始地址瓶您。該字段長(zhǎng)度為16比特麻捻，所以IP數(shù)據(jù)報(bào)最長(zhǎng)可達(dá)2^16=65535字節(jié)，而事實(shí)上呀袱，數(shù)據(jù)報(bào)很少有超過(guò)1500字節(jié)的

• 標(biāo)識(shí)贸毕、標(biāo)志、片偏移字段
  這三個(gè)字段與IP分片有關(guān)夜赵。此外明棍，IPv6不允許在路由器上對(duì)分組分片

• 生存時(shí)間TTL
  用來(lái)確保數(shù)據(jù)報(bào)不會(huì)永遠(yuǎn)在網(wǎng)絡(luò)中循環(huán)。設(shè)置該數(shù)據(jù)報(bào)可以經(jīng)過(guò)的最多的路由器數(shù)寇僧。指定了數(shù)據(jù)報(bào)的生存時(shí)間摊腋，經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器，它的值就減1嘁傀，當(dāng)該字段為0時(shí)兴蒸，數(shù)據(jù)報(bào)就被丟棄

• 協(xié)議
  該字段只有在一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)其目的地才有用。該字段值指示了IP數(shù)據(jù)報(bào)的數(shù)據(jù)部分應(yīng)交給哪個(gè)特定的傳輸層協(xié)議细办，比如橙凳，值為6表明要交給TCP，而值為17則表明要交給UDP

• 首部檢驗(yàn)和
  與UDP/TCP的檢驗(yàn)和不同笑撞，這個(gè)字段只檢驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)的首部岛啸，不包括數(shù)據(jù)部分。

• 選項(xiàng)字段
  是一個(gè)可變長(zhǎng)字段娃殖，選項(xiàng)字段一直以4字節(jié)作為界限值戳。這樣就可以保證首部始終是4字節(jié)的整數(shù)倍。很少被用到

• 源IP和目的IP

記錄源IP地址炉爆，目的IP地址

• 數(shù)據(jù)

二堕虹、IP數(shù)據(jù)報(bào)分片

一個(gè)鏈路層幀能承載的最大數(shù)據(jù)量叫做最大傳送單元（Maximun Transmission Unit,MTU）,即鏈路層的MTU限制著IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度卧晓。
問(wèn)題是在不同的鏈路上，可能使用不同的鏈路層協(xié)議赴捞，且每種協(xié)議可能具有不同的MTU逼裆。
假定在某條鏈路上收到一個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)，通過(guò)檢查轉(zhuǎn)發(fā)表確定出鏈路赦政，且出鏈路的MTU比該IP數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度要小胜宇，如何將這個(gè)過(guò)大的IP數(shù)據(jù)報(bào)壓縮進(jìn)鏈路層幀的有效載荷字段呢？

解決方案就是分片：將IP數(shù)據(jù)報(bào)中的數(shù)據(jù)分片為兩個(gè)或更多個(gè)較小的IP數(shù)據(jù)報(bào)恢着，用單獨(dú)的鏈路層幀封裝這些較小的IP數(shù)據(jù)報(bào)桐愉，然后向出鏈路上發(fā)送這些幀，每個(gè)這些較小的數(shù)據(jù)都稱(chēng)為片（fragment）掰派。

片在到達(dá)目的地傳輸層前需要重新組裝从诲。

實(shí)際上，TCP和UDP都希望從網(wǎng)絡(luò)層上收到完整的未分片的報(bào)文靡羡。IPv4的數(shù)據(jù)報(bào)重組工作是在端系統(tǒng)中系洛，而不是在網(wǎng)絡(luò)路由器中。
當(dāng)一臺(tái)目的主機(jī)從相同源收到一系列數(shù)據(jù)時(shí)略步，需要確定這些數(shù)據(jù)報(bào)中的某些是否是一些原來(lái)較大的數(shù)據(jù)報(bào)中的片描扯。而如果是片的話，需要進(jìn)一步確定何時(shí)收到最后一片趟薄，并且如何將這些片拼接到一起以形成初始的數(shù)據(jù)報(bào)绽诚。從而就用到了前邊說(shuō)到的IPv4數(shù)據(jù)報(bào)首部中的標(biāo)識(shí)、標(biāo)志杭煎、片偏移 字段憔购。

• 1、當(dāng)生成一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)岔帽，發(fā)送主機(jī)在為該數(shù)據(jù)報(bào)設(shè)置源和目的地址的同時(shí)在貼上標(biāo)識(shí)號(hào),發(fā)送主機(jī)通常將為它發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)標(biāo)識(shí)號(hào)加1
• 2、當(dāng)某路由器需要對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)分片時(shí)导绷，形成的每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)（即片）具有初始數(shù)據(jù)報(bào)的源地址犀勒、目的地址和標(biāo)識(shí)號(hào)
• 3、當(dāng)目的地從同一發(fā)送主機(jī)收到一系列數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)妥曲，它能夠檢查數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)識(shí)號(hào)以確定哪些數(shù)據(jù)報(bào)實(shí)際上是同一較大數(shù)據(jù)報(bào)的片
• 4贾费、由于IP協(xié)議是不可靠服務(wù)，一個(gè)或者多個(gè)片可能永遠(yuǎn)到達(dá)不了目的地檐盟。為了讓目的主機(jī)絕對(duì)相信它已收到初始數(shù)據(jù)報(bào)的最后一個(gè)片褂萧，最后一個(gè)片的標(biāo)志比特被設(shè)為0，其余被設(shè)為1
• 5葵萎、為了讓目的主機(jī)確定是否丟失了一個(gè)片导犹，并且能按照正確的順序重新組裝片唱凯，使用偏移字段指定該片應(yīng)放在初始IP數(shù)據(jù)報(bào)的哪個(gè)位置>
  此外衅谷，如果有一個(gè)片或者多個(gè)片未能到達(dá)株搔，則該不完整的數(shù)據(jù)報(bào)將會(huì)被丟棄且不會(huì)交給傳輸層。但如果傳輸層正使用著TCP钱雷，則TCP將通過(guò)讓源以初始數(shù)據(jù)來(lái)重傳數(shù)據(jù)节猿。因?yàn)镮P層沒(méi)有超時(shí)重傳機(jī)制票从，所以會(huì)重傳整個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，而不是某個(gè)片

三滨嘱、IPv4編址

1峰鄙、IP地址

一臺(tái)主機(jī)通常只有一條鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)主機(jī)上的IP想發(fā)送一條數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)太雨，就在該鏈路上發(fā)送吟榴。主機(jī)與物理鏈路之間的邊界叫做接口（interface）。
而路由器的任務(wù)是從鏈路上接收數(shù)據(jù)報(bào)并從某些其他鏈路轉(zhuǎn)發(fā)出去躺彬，路由器必須有兩條或更多鏈路與其連接煤墙，路由器與它的任意一條鏈路之間的邊界也叫做接口。即一臺(tái)路由器會(huì)有多個(gè)接口宪拥，每個(gè)接口有其鏈路仿野。
因?yàn)槊颗_(tái)主機(jī)與路由器都能發(fā)送和接收IP數(shù)據(jù)報(bào)，IP要求每臺(tái)主機(jī)和路由器接口都有自己的IP地址她君。因此脚作，一個(gè)IP地址技術(shù)上是與一個(gè)接口相關(guān)聯(lián)的，而不是與包括該接口的主機(jī)或路由器相關(guān)聯(lián)的缔刹。

2球涛、子網(wǎng)

每個(gè)IP地址（IPv4）長(zhǎng)度為32比特（4字節(jié)），按點(diǎn)分十進(jìn)制記法書(shū)寫(xiě)校镐，即地址中的每個(gè)字節(jié)都用它的十進(jìn)制形式書(shū)寫(xiě)亿扁，各字節(jié)間以點(diǎn).隔開(kāi)，比如193.32.122.30
在因特網(wǎng)上的每臺(tái)主機(jī)和路由器上的每個(gè)接口鸟廓，必須有一個(gè)全球唯一的IP地址（NAT后的接口除外）从祝。這些地址不能自由選擇，一個(gè)接口的IP地址的一部分需要由其連接的子網(wǎng)來(lái)決定引谜。

3尖阔、無(wú)類(lèi)別域間路由選擇（CIDR）

因特網(wǎng)的地址分配策略被稱(chēng)為無(wú)類(lèi)別域間路由選擇（CIDR）(也被稱(chēng)為無(wú)分類(lèi)編址，以區(qū)分于分類(lèi)編址)榨咐。對(duì)于子網(wǎng)尋址介却，32比特的IP地址被分為兩部分，也是點(diǎn)分十進(jìn)制數(shù)形式a.b.c.d/x块茁，其中x指示了地址的第一部分中的比特?cái)?shù)齿坷，又被稱(chēng)為該地址的前綴（prefix）。
一個(gè)組織通常被分配一塊連續(xù)的地址数焊，即具有相同前綴的地址永淌。在該組織外的的路由器僅考慮前面的前綴比特x，這相當(dāng)大地減少了在這些路由器中轉(zhuǎn)發(fā)表的長(zhǎng)度佩耳，形式為a.b.c.d/x單一表項(xiàng)足以將數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到該組織內(nèi)的任何目的地遂蛀。

4污呼、分類(lèi)編址

在CIDR被采用之前裕坊，IP地址的網(wǎng)絡(luò)部分被限制長(zhǎng)度為8、16燕酷、24比特籍凝，也就是分類(lèi)編址（classful addressing）周瞎。具有8、16饵蒂、24比特子網(wǎng)地址的子網(wǎng)被稱(chēng)為A声诸、B和C類(lèi)網(wǎng)絡(luò)。
一個(gè)C類(lèi)（/24）子網(wǎng)既能容納2 - 2 = 254臺(tái)主機(jī)（其中兩個(gè)地址預(yù)留用于特殊用途）退盯，這對(duì)于很多組織來(lái)說(shuō)都太小了彼乌。
而一個(gè)B類(lèi)（/16）子網(wǎng)可支持多達(dá)2 - 2 = 65534臺(tái)主機(jī)，又太大了渊迁。
在分類(lèi)編址方法下慰照，一個(gè)有2000臺(tái)主機(jī)的組織通常被分給一個(gè)B類(lèi)（/16）地址，那么剩下的6萬(wàn)多個(gè)地址就浪費(fèi)掉了琉朽。這就會(huì)導(dǎo)致B類(lèi)地址空間的迅速損耗以及所分配的地址空間的利用率低毒租。

此外，255.255.255.255是IP廣播地址箱叁，當(dāng)一臺(tái)主機(jī)發(fā)出一個(gè)目的地址為該地址的數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)墅垮，該報(bào)文會(huì)交付給同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)。

5耕漱、獲取主機(jī)地址

某組織一旦獲得了一塊地址算色，它就可為本組織內(nèi)的主機(jī)與路由器逐一分配IP地址。系統(tǒng)管理員通常手工配置路由器中的IP地址孤个。主機(jī)地址也能手動(dòng)配置剃允，但更多使用的是動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）。DHCP允許主機(jī)自動(dòng)獲取IP地址齐鲤。網(wǎng)絡(luò)管理員可以配置DHCP斥废，以使某給定主機(jī)每次與網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)能得到一個(gè)相同的IP地址，或者某主機(jī)將被分配一個(gè)臨時(shí)的IP地址给郊，該地址在每次與網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)也許是不同的牡肉。

6、網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換

每個(gè)IP地址（IPv4）長(zhǎng)度為32比特（4字節(jié)）淆九，因此總共有2個(gè)可能的IP地址统锤，約為40億個(gè)。在互聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越普及的當(dāng)下炭庙，個(gè)人計(jì)算機(jī)及智能手機(jī)等越來(lái)越多饲窿，這些IP地址顯然無(wú)法滿足人們的需求。
為了解決IP地址不足的問(wèn)題焕蹄，于是就有了網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換(Network Address Translation逾雄， NAT)，它的思想就是給一個(gè)局域網(wǎng)絡(luò)分配一個(gè)IP地址就夠了，對(duì)于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的主機(jī)鸦泳，則分配私有地址银锻，這些私有地址對(duì)外是不可見(jiàn)的，他們對(duì)外的通信都要借助那個(gè)唯一分配的IP地址做鹰。

如果從廣域網(wǎng)到達(dá)NAT路由器的所有數(shù)據(jù)報(bào)都有相同的目的IP地址击纬，那么該路由器如何知道是發(fā)送給哪個(gè)內(nèi)部主機(jī)的呢？其原理就是使用在NAT路由器上的一張NAT轉(zhuǎn)換表钾麸，并在該表內(nèi)包含了端口號(hào)及其IP地址更振。

假設(shè)一臺(tái)主機(jī)向廣域網(wǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，NAT路由器收到該數(shù)據(jù)報(bào)喂走，會(huì)為該數(shù)據(jù)報(bào)生成一個(gè)新的端口號(hào)替換掉源端口號(hào)殃饿，并將源IP替換為其廣域網(wǎng)一側(cè)接口的IP地址。當(dāng)生成一個(gè)新的源端口號(hào)時(shí)芋肠，該端口號(hào)可以是任意一個(gè)當(dāng)前未在NAT轉(zhuǎn)換表中的源端口號(hào)（端口號(hào)字段是16比特乎芳，意味著NAT協(xié)議可以支持超過(guò)60000個(gè)并行使用路由器廣域網(wǎng)一側(cè)IP地址的連接），路由器中的NAT也在其NAT轉(zhuǎn)換表中增加一表項(xiàng)帖池。

該NAT路由器收到廣域網(wǎng)返回的數(shù)據(jù)時(shí)奈惑，路由器使用目的IP地址與目的端口號(hào)從NAT轉(zhuǎn)換表中檢索出該主機(jī)使用的IP地址和目的端口號(hào)，改寫(xiě)該數(shù)據(jù)報(bào)的目的IP地址和目的端口號(hào)睡汹，并向該主機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)報(bào)

NAT雖然在近幾年得到了很廣泛的應(yīng)用肴甸，但也被很多人反對(duì)。
主要是：

• 1囚巴、端口號(hào)是用來(lái)進(jìn)程編址的原在，而不是主機(jī)編址的（NAT協(xié)議類(lèi)似 NAT路由器將該家庭網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)都當(dāng)做進(jìn)程處理，并通過(guò)NAT轉(zhuǎn)換表為其分配端口號(hào)）
• 2彤叉、路由器通常僅應(yīng)當(dāng)處理高達(dá)第三層的分組
• 3庶柿、違背端到端原則，即主機(jī)彼此之間應(yīng)當(dāng)相互直接對(duì)話秽浇，結(jié)點(diǎn)不應(yīng)當(dāng)介入修改IP地址與端口號(hào)浮庐。
• 4、應(yīng)當(dāng)用IPv6來(lái)解決IP地址短缺問(wèn)題

但不管反對(duì)與否柬焕，NAT終究已成為當(dāng)今因特網(wǎng)的一個(gè)重要組件