嵌入式秋招面经

2.网络编程（29道）

2.1 列举一下 OSI 协议的各种分层。说说你最熟悉的一层协议的功能。

（1）七层划分为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

（2）五层划分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

（3）四层划分为：应用层、传输层、网络层、网络接口层。（TCP/IP协议对应模型）

（4）各层功能：

应用层	在实现多个应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务，比如电子邮件、文件传输、远程登录等。
传输层	为通信双方的主机提供端到端的服务，有两个不同的传输协议 TCP和 UDP， TCP提供可靠交付，而 UDP并不能保证可靠交付。
网络层	处理分组在网络中的活动，例如分组的选路。
网络接口层	处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。

2.2 TCP/IP 协议包括？

应用层	Telnet （远程登录服务）、 FTP （文件传输，使用 TCP）、 SMTP （建立于 FTP上的邮件服务）、 DNS（域名与 IP地址相互转换）等
传输层	UDP （无连接、不可靠）、 TCP（面向连接、可靠传输）
网络层	IP （为主机提供一种无连接、不可靠、尽力而为的数据服务）、 ICMP（主机与路由器之间传递控制信息）、 IGMP（主机与路由器之间进行组播成员信息交互）
网络接口层	ARP （IP 地址-> MAC 地址）、RARP （ MAC地址 -> IP地址）等

2.3 TCP 通信建立和释放的过程？端口的作用？

（1）连接是三次握手，释放是四次挥手。

（2）端口是一个软件结构，被客户进程或服务进程用来发送和接收信息。一个端口对应一个16比特的数。服务进程通常使用一个固定的端口。

2.4 IP 地址转换成物理地址的协议？反之？

答案：

（1）将IP地址转换成物理地址的协议是ARP（地址解析协议）。

（2）反之则是RARP（反地址解析协议）。

解读：

（1）ARP协议工作流程：

①首先，每台主机都会在自己的ARP缓冲区( ARP Cache )中建立一个ARP列表，以表示IP地址和MAC地址的对应关系。

②当源主机需要将一个数据包要发送到目的主机时，会首先检查自己ARP列表中是否存在该IP地址对应的MAC地址，如果有﹐就直接将数据包发送到这个MAC地址；如果没有，就向本地网段发起一个ARP请求的广播包，查询此目的主机对应的MAC地址。此ARP请求数据包里包括源主机的IP地址、硬件地址、以及目的主机的IP地址。

③网络中所有的主机收到这个ARP请求后，会检查数据包中的目的IP是否和自己的IP地址一致。如果不相同就忽略此数据包；如果相同，该主机首先将发送端的MAC地址和IP地址添加到自己的ARP列表中，如果ARP表中已经存在该IP的信息，则将其覆盖，然后给源主机发送一个ARP响应数据包，告诉对方自己是它需要查找的MAC地址；

④源主机收到这个ARP响应数据包后，将得到的目的主机的IP地址和MAC地址添加到自己的ARP列表中，并利用此信息开始数据的传输。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包，表示ARP查询失败。

（2）RARP协议工作流程：

①网络上的每台设备都会有一个独一无二的硬件地址，通常是由设备厂商分配的MAC地址。PC1从网卡上读取MAC地址，然后在网络上发送一个RARP请求的广播数据包，请求RARP服务器回复该PC的IP地址。

②RARP服务器收到了RARP请求数据包，为其分配IP地址，并将RARP回应发送给PC1。

③PC1收到RARP回应后，就使用得到的IP地址进行通讯。

2.5 IP 地址的编码分为哪两部分？

IP地址由两部分组成，网络号和主机号。不过是要和"子网掩码"按位与上之后才能区分哪些是网络位哪些是主机位。

2.6 应用程序ping 发出的是什么报文？

答案：应用程序ping发出的是ICMP请求报文。

解读： ping的原理是利用网络上机器IP地址的唯一性，给目标IP地址发送一个数据包，通过对方回复的数据包来确定两台网络机器是否连接相通，时延是多少。

2.7 socket 编程的流程？

（1）服务器端流程：

函数	作用
socket()	创建套接字
bind()	绑定本地 IP地址和端口号
listen()	设置监听队列长度
accept()	等待连接
read()	接收信息
close()	关闭套接字

（2）客户端流程：

函数	作用
socket()	创建套接字
connect()	发送连接请求
write()	发送信息
close()	关闭套接字

2.8 epoll 是什么？

（1）epoll是Linux网络编程中用于处理大批量文件描述符的机制，是对select/poll的改进。

（2）select监听的fd是有上限的，32位处理器一般为1024；且select/poll每次调用会遍历所有fd，时间复杂度为O(n)，效率太低。而epoll监听的fd数量没有限制，且能在O(1)的时间复杂度内完成操作。

（3）epoll相关的系统调用有：epoll_creat、epoll_ctl、epoll_wait/epoll_pwait（可屏蔽特定信号），分别用来创建一个epoll文件描述符、添加/删除/修改需要侦听的文件描述符及事件、接收被侦听描述符的IO事件。epoll文件描述符用完之后直接close关闭即可。

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