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2025年计算机网络面试题及答案

1.请详细描述TCP三次握手的具体步骤，并解释为何需要三次而非两次？

三次握手的核心目的是同步客户端与服务器的初始序列号（ISN），并确认双方的发送和接收能力。具体步骤如下：

第一步（SYN）：客户端向服务器发送SYN报文，标记为SYN=1，随机提供初始序列号seq=x，此时客户端进入SYN_SENT状态。

第二步（SYN+ACK）：服务器收到SYN后，回复SYN=1、ACK=1的报文，确认号ack=x+1（表示已收到客户端的SYN），同时提供自己的初始序列号seq=y，服务器进入SYN_RCVD状态。

第三步（ACK）：客户端收到SYN+ACK后，发送ACK=1的报文，确认号ack=y+1（确认服务器的SYN），序列号seq=x+1（因SYN占一个序号），此时客户端进入ESTABLISHED状态；服务器收到后也进入ESTABLISHED状态，连接建立完成。

选择三次握手的原因：若仅两次握手，服务器发送SYN+ACK后即认为连接建立，但客户端可能因网络延迟未收到该报文，导致客户端未实际建立连接。此时服务器会持续等待客户端的数据，造成资源浪费。三次握手确保客户端确认了服务器的接收能力，避免“半连接”问题。

2.HTTP/3相比HTTP/2有哪些核心改进？这些改进解决了HTTP/2的哪些痛点？

HTTP/3基于QUIC协议（QuickUDPInternetConnections）构建，核心改进包括：

（1）基于UDP的传输层：HTTP/2依赖TCP，而TCP的队头阻塞（Head-of-LineBlocking）问题会导致同一连接中某个分组丢失时，后续分组需等待重传，影响整体性能。QUIC在UDP上实现了多路复用，不同流（Stream）的分组独立传输，单个流的丢包不会阻塞其他流。

（2）0-RTT（0Round-TripTime）连接建立：QUIC通过会话票据（SessionTicket）缓存客户端与服务器的加密参数，后续连接可跳过密钥交换阶段，直接发送数据，减少延迟。而HTTP/2基于TCP的TLS握手需1-2个RTT。

（3）内置加密：QUIC强制使用TLS1.3，将加密与传输层深度整合，避免HTTP/2中TLS层与TCP层分离可能导致的额外开销。

（4）更灵活的流量控制：QUIC的流量控制基于流（Stream）和连接（Connection）两级，支持动态调整，而HTTP/2的流量控制依赖TCP窗口，受限于TCP的拥塞控制机制。

这些改进主要解决了HTTP/2中TCP队头阻塞、连接建立延迟高、加密与传输层耦合不足等问题，尤其在弱网环境（如移动网络）下性能提升显著。

3.简述SDN（软件定义网络）的核心架构，并说明控制器与转发设备间的通信协议（至少列举两种）。

SDN的核心架构分为三层：应用层、控制层、基础设施层。应用层通过北向接口（NorthboundAPI）向控制层传递业务需求（如流量调度策略）；控制层（控制器）负责全局网络状态感知与策略计算；基础设施层（交换机、路由器等）通过南向接口（SouthboundProtocol）接收控制器下发的流表（FlowTable），执行具体的转发动作。

控制器与转发设备间的常见南向协议包括：

（1）OpenFlow：最广泛使用的协议，定义了控制器与交换机之间的交互方式。交换机通过流表匹配报文的字段（如源IP、目的端口），执行转发、修改、丢弃等动作。OpenFlow1.3及以上版本支持组表（GroupTable）和Meter表，实现更复杂的负载均衡和流量限速。

（2）P4（ProgrammingProtocol-IndependentPacketProcessors）：一种编程语言，允许用户自定义数据平面的处理逻辑（如匹配字段、动作类型），通过编译器提供特定设备的流表规则。P4与SDN的结合使网络设备从“封闭专用”转向“可编程通用”，提升了灵活性。

（3）gRPCoverProtobuf：部分厂商（如Arista、Cisco）采用基于gRPC的协议，通过Protobuf定义数据结构，实现控制器与设备间的实时状态同步和策略下发，支持更高的扩展性和兼容性。

4.如何排查网络中“客户端无法访问某Web服务”的问题？请列出具体步骤及常用工具。

排查步骤可分为五层模型（物理层→数据链路层→网络层→传输层→应用层）逐步验证：

（1）物理层：检查客户端与路由器/交换机的网线是否连接正常（指示灯是否闪烁），使用ping命令测试网关IP（如），若丢包严重可能是网线故障或接口损坏。

（2）数据链路层：使用arp-a（Windows）或arp-n（Linux