C++面试题第一弹

news2024/12/28 4:07:56

TCP、UDP区别及使用场景

从TCP和UDP的特点来看，连接性，可靠性，以及面向字节流还是数据报来说。

区别：

连接性：TCP面向连接，而UDP无连接。对TCP来说，在数据传输之前，通信双发需要建立一条稳定的通信连接，也就是我们说的三次握手；对UDP来说，数据直接发送。

可靠性：TCP提供可靠的数据传输服务，他确保如果数据没有按照顺序到达或丢包，TCP会自动重传；对UDP来说，他不提供可靠的数据传输服务，数据没有按照顺序到达或者丢包，并不会重传，但这并不意味着是缺点，因为这样就决定了他的传输速度较快，因为没有TCP的确认和重传机制，所以我们可以理解为这是他们的特点。

数据报：TCP是面向字节流的协议，将数据划分为较小的数据包进行传输，并且会根据网络情况进行调整，也就是说网络情况会影响接收端窗口和拥塞窗口大小，也就影响了滑动窗口大小，也就会影响在更短时间内发送更多的数据。

流量控制与拥塞控制：TCP拥有流量控制和拥塞控制机制，能够根据网络状况自送调整数据包的发送效率，避免网络拥塞；而UDP没有这些控制机制，如果网络拥塞，可能会导致数据包丢失或延迟。

TCP使用场景：

文件传输：如FTP文件传输协议，因为TCP保证了数据的完整性，适合传输大量数据。
网页浏览：HTTP/HTTPS，用于获取网页内容时，也依赖于TCP的可靠性。
远程登录：SSH和telnet，这些需要稳定的连接来维护会话状态。
数据库管理系统：TCP确保了数据库的一致性和完整性，防止数据丢失和损坏。

UDP使用场景：

实时音视频传输：如在线直播，视频会议等，UDP的低延迟和高效性使其成为首选。
在线游戏：UDP的快速传输和低延迟可以实现实时的游戏数据传输。
DNS查询：域名系统通常使用UDP进行快速的查询响应。
实时传感器数据：UDP适用于需要快速传输实时传感器数据的场景，例如工业自动化，物联网等。

TCP三次握手和四次挥手的过程

第一次握手：客户端向服务端发送一个设置了SYN标志位的管理报文，表示请求建立连接。客户端进入SYN_SEND状态，等待服务器确认。
第二次握手：服务器收到客户端发来的SYN管理报文，向客户端发送一个设置了SYN+ACK标志位的管理报文作为应答，服务器进入SYN_RECV状态，准备接收客户端的确认。
第三次握手：客户端收到来自服务端的SYN+ACK管理报文，向服务器发送一个ACK管理报文，表示确认收到了服务器的响应，客户端和服务端都进入ESTABLISHED状态，表示连接建立成功，双方可以开始数据传输。

第一次挥手：客户端向服务器发送一个设置了FIN标志位的管理报文，表示不再发送数据，客户端进入FIN_WAIT_1状态，等待服务器的确认。
第二次挥手：服务器收到客户端的FIN管理报文，向客户端发送一个ACK管理报文，服务器进入CLOSE_WAIT状态，等待自己的应用程序关闭连接，此时，服务器还可以继续向客户端发送数据，客户端收到服务器的ACK应答，进入FIN_WAIT_2状态。
第三次挥手：当服务器也完成数据发送后，他向客户端发送一个设置了FIN标志位的管理报文，表示字节的数据也发送完毕，请求关闭连接，服务器进入LAST_ACK状态，等待客户端的确认。
第四次挥手：客户端收到服务器的FIN管理报文后，向服务器发送一个ACK应答，客户端进入TIME_WAIT状态，等待一段时间，通常是2MSL，即报文最大存活时长，以确保服务器收到了自己的ACK应答，服务器收到这个应答后，关闭连接，进入CLOSED状态，客户端在等待时间结束后也关闭连接，进入CLOSED状态。

socket常见函数和操作

对于TCP来说：

socket创建套接字，第一个参数是设置本地通信还是网络通信，我们要进行网络通信就设置成AF_INET，第二个参数决定了是TCP通信还是UDP通信，对TCP来说，我们就设置成：SOCK_STREAM，我们从名字上也看的出来是TCP，因为TCP是面向字节流的，第三个参数指定使用的协议，通常，某个协议中只有一种特定的类型，我们设置为0，表示使用默认的协议。

用于服务器程序，允许服务器重启时立即绑定到之前的地址和端口，而不需要等待之前的连接超时。

绑定套接字到指定的IP地址和端口号上，这样，来自该IP地址和端口号的数据包就可以正确的路由到该套接字上。

listen设置套接字为监听状态，表示可以接受来自客户端的请求。

当客户端想要与服务器发送通信时，会调用connect来申请连接，accept是用来获取连接的：

对于UDP来说，就不需要listen，connect，accept，setsockopt这些函数了，因为他是无连接的。

我们还需要介绍一些发送和接受消息的函数：

recvfrom和recv，sendto和send，对于recvfrom和sendto来说，适用于未连接的套接字，而recv和send适用于已连接的套接字，也就是说，recvfrom和sendto适用于TCP，而recv和send适用于UDP。

get请求和post请求区别

应用场景：get请求主要用于请求数据，而post请求主要用于提交数据到服务器。
安全性与参数传递：get请求参数一般拼接在URL后面，直接暴露在地址栏上，因此安全性较低；而post请求参数一般放在请求体重，不会在地址栏上显示，所以相对于get请求来说安全性更高。
缓存与记录：get请求主要用于请求数据且参数暴露在URL中，所以他可以被浏览器缓存。post请求主要用于提交数据，且参数不暴露在URL中，所以他通常不会被浏览器缓存。
请求长度限制：由于get请求拼接在URL后面，而URL的长度在浏览器和服务器中都有一定的限制，所以在get请求中发送的数据量有限。而post请求将参数放在请求体重，因此理论上没有请求长度的限制，这使得post请求可以发送大量数据，适用于文件上传等场景。
编码方式：get请求只能进行URL编码，这意味着他只能发送ASCII字符集的数据，如果需要发送非ASCII字符，如中文，就需要进行URL编码。post请求支持多种编码方式，这使得post请求可以发送更加复杂和多样化的数据。
TCP数据包：get请求在发送请求时，浏览器会将HTTP头部和数据一起发送初秋，服务器响应200，这通常意味着get请求只产生一个TCP数据包。post请求发送时，浏览器首先发送Http头部，服务器响应100，然后浏览器再发送数据部分，服务器再次响应200，这通常意味着post请求会产生两个TCP数据包(Firefox除外，他只发送一次)。