软件测试之TCP、HTTP协议必知必会，面试必备！

目录

一、网络模型及传输

1.1 OSI七层网络模型

1.2 TCP/IP四层概念模型

1.3 网络传输过程

二、TCP、UPD协议详解

2.1 TCP协议概述

2.2 TCP三次握手

2.3 TCP四次挥手

2.4 UDP协议概述

2.5 TCP协议与UDP协议对比

三、HTTP、HTTPS协议详解

3.1 HTTP协议概述

3.2 HTTP协议之请求报文

3.3 HTTP协议之响应报文

3.4 HTTP协议 无状态、无连接特点及解决方案

3.5 HTTPS协议详解

3.6 HTTP协议与HTTPS协议对比

四、常见面试题

一、网络模型及传输

1.1 OSI七层网络模型

**OSI七层模型：**是ISO组织研究的一种网络互连模型，目的是为了推荐所有公司使用这个规范来控制网络。OSI七层模型从下至上分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。它们大概的作用如下图所示。

关于七层网络模型中的每一层，都是为了解决网络中的某一个或某些问题。每一层的目的，可以参考下图中的描述。针对软件测试人员来说，我们在工作或面试中，常会接触到的就是传输层（TCP、UDP）和应用层（HTTP、HTTPS等）。

1.2 TCP/IP四层概念模型

TCP/IP四层概念模型是目前较为常用的一种网络模型，相较于OSI七层网络模型，只是对比OSI将七层减少为四层。

1.3 网络传输过程

数据在网络传输的过程中，本质是一个封装和解封装的过程。例如：用户使用浏览器向百度服务器发送请求过程中，就是用户的数据从应用层一路封装到物理层，服务器得到物理层的比特流后，一路解封装得到对应数据。同理，服务器响应给用户的数据，也是服务器先一路封装，然后用户再一路解封。

二、TCP、UPD协议详解

在网络层的中，使用ARP、IP、路由协议，实现了数据的转发，从而实现两个机器之间数据包的传输。但是当数据包特别大的时候，通过网络层的协议，没有办法保证数据的完整性。此时，就需要传输层的协议实现数据包的完整传输。
在传输层中，定义了TCP和UDP这两个协议，并且定义端口的概念，用来寻找应用程序，从而实现端到端的数据传输。

2.1 TCP协议概述

TCP协议：传输控制协议，就是对数据的传输进行一定的控制。关于TCP数据报文格式如图所示，关于TCP头部信息详细数据可以参考链接：(传输层)TCP协议：https://www.cnblogs.com/kzang/articles/2582957.html。针对测试而言，我此处只标注出需要注意的地方。

TCP报文=TCP头部+TCP数据部分。同样，IP数据包也包含tcp数据包或udp数据包。其中，我们经常需要关注的是TCP头部。

源端口和目的端口：各占 2 字节.端口是传输层与应用层的服务接口.传输层的复用和分用功能都要通过端口才能实现。

序号：占4个字节，TCP连接中传送的字节流中的每个字节都按顺序编号。

确认号：占4个字节，是期望收到对方下一个报文的第一个数据字节的序号。

ACK：仅当ACK=1时，确认好字段才有效。TCP规定，在连接建立后所有报文的传输都必须把ACK置1；

RST：当 RST=1 时,表明 TCP 连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因）,必须释放连接,然后再重新建立运输连接

SYN：同步 SYN = 1 表示这是一个连接请求或连接接受报文

FIN：用来释放一个连接.FIN=1 表明此报文段的发送端的数据已发送完毕,并要求释放运输连接

2.2 TCP三次握手

TCP三次握手：即为TCP连接的建立。如果将TCP三次握手类比为打电话，可以如图所示。

关于TCP三次握手，客户端及服务器处于的状态、三次握手中发送的序号等相关信息可以如图所示。

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包**（seq=x）到服务器，并进入SYN_SENT**状态，等待服务器确认；

第二次握手：服务器收到SYN包，为了确认客户的SYN包，所以发送一个确认包ACK（ack=x+1），同时自己也发送一个SYN包（seq=y），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=y+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

2.3 TCP四次挥手

TCP四次握手：即为TCP连接的释放。如果将TCP四次挥手类比为学生和老师之间的对话，如图所示。

关于TCP四次挥手，客户端及服务器处于的状态、四次挥手中发送的序号等相关信息可以如图所示。

第一次挥手：客户端发送一个FIN（seq=u）包，代表连接释放，并停止发送数据，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。

第二次挥手：服务器收到客户端发送的释放连接报文，发出确认报文ACK包（ack=u+1）,并且带上***seq=v,服务端进入CLOSE-WAIT（关闭等待） 状态。客户端收到确认请求后，进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态。

第三次挥手：服务器将最后的数据发送完后，向客户端发送释放连接报文FIN包（seq=w）。且由于服务器处于半关闭状态，服务器会像第二次挥手过程中一样，发送ACK包（ack=u+1）。服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。

第四次挥手：客户端收到服务器的连接释放报文后，发出确认报文ACK包（ack=w+1），且带上***seq=u+1，发送完后，客户端进入TIME-WAIT（时间等待）状态，。而服务器收到客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。

2.4 UDP协议概述

UDP(User Datagram Protocol)：用户数据报协议。是一种无连接的传输层协议，不会创建连接，所以是一种不可靠的协议。它的优点为速度快，缺点为会丢包、会出错。关于UDP数据报文的格式，可以参考博客：UDP协议的详细解析：http://blog.csdn.net/aa1928992772/article/details/85240358由于UDP协议的特点，所以UPD协议的使用场景如下：

• 不需要可靠机制，只需要速度快。
• 流媒体、多媒体游戏、IP电话
• 资源消耗小

2.5 TCP协议与UDP协议对比

根据是否连接、传输可靠性、应用场景、速度这几个特点，TCP协议和UDP协议有以下几点不同。

常见的应用层协议中，基于TCP协议的有：HTTP、HTTPS、FTP。基于UDP协议的有：**DNS（域名解析协议）**等。

三、HTTP、HTTPS协议详解

3.1 HTTP协议概述

HTTP协议：超文本传输协议，是基于TCP的协议，默认为80端口。它的作用是用来规定客户端和服务器的数据传输格式。是一种用于请求与响应模式的、无状态、无连接 的应用层协议。 由于HTTP协议是一种请求-响应模式，所以一般需要关注HTTP请求和HTTP响应。

3.2 HTTP协议之请求报文

HTTP请求的报文分为四部分：请求行、请求头、空一行、请求体，其中前三个是所有HTTP请求都有的部分，请求体不是所有的HTTP请求都有（例如GET请求没有请求体）。下图为一个HTTP请求的报文信息：

请求行：请求行由请求方法、统一资源定位符（URL）、HTTP协议及版本。

请求方法：HTTP请求中，有八种请求方式，分别为GET、POST 、HEAD、OPTIONS、PUT、DELETE、TRACE 、CONNECT。其中最后常用的就是GET、POST请求方法。

统一资源定位符（URL）：统一资源定位符用于描述网上的资源，格式如下：协议：//host[:port#]/path/…/[?query-string]。

HTTP协议及版本：通常为HTTP/1.1。

请求头：包含若干个属性，格式为“属性名：属性值”，服务端根据此获取客户端的信息。下图为常见的请求头及作用，还可以自定义请求头。

空一行：发送回车符和换行符，通知服务器以下不再有请求头。请求体：即为请求参数，通常为以键值对的形式数据。一般在POST请求中才有请求体。

3.3 HTTP协议之响应报文

HTTP响应的报文分为四部分：状态行、响应头、空一行、响应体，其中前三个是所有HTTP响应都有的部分，响应体不是所有的HTTP响应都有。下图为一个HTTP响应的报文信息：

状态行：状态行由 协议及版本、状态码、状态码解释。

• 协议及版本：通常为HTTP/1.1。

• 状态码：常用状态码根据数字大小可以分为以下几大类。常用的响应状态码为：200:请求成功、302:重定向、403:服务器拒绝请求、404:服务器找不到请求的网页、503:服务不可用。
  

• 描述：即为响应信息的描述。

响应头：响应头用于描述服务器的基本信息，以及数据的描述，服务器通过这些数据的描述信息，可以通知客户端如何处理等一会儿它回送的数据。

空一行：发送回车符和换行符，代表后面不再有响应头。
响应体：响应的消息体。

3.4 HTTP协议 无状态、无连接特点及解决方案

在最前面介绍HTTP协议的时候，说到HTTP协议是一个无状态、无连接的协议。那么何为无状态、无连接，以及该特点的优势及所带来的问题。

无状态：

• 含义：（1）对事务处理没有记忆能力，服务器不知道客户端是什么状态，给服务器发送HTTP请求之后，服务器回应之后，不会有任何记录；（2）每个请求都是独立的；
• 优点：释放服务器压力。
• 缺点：服务器处理后续请求，需要重传。例如登录系统后，如果不记录登录的相关信息，后续进行添加购物车操作的时候，需要登录的相关信息。
• 解决方案：（1）Cookie：将前面的请求信息保存在一个临时位置。cookies值存在浏览器里，关闭浏览器后被删除，也可以手动去删除。（2）Session：可以理解为永久的cookie值，保存在服务器上，并传递给客户端，并保存在内存中。问题：资源占用，session超时时间，清除session ID。

无连接：

• 含义：（1）限制每次连接只处理一个请求；（2）服务器处理客户端的请求、并接受客户端的应答后，即断开连接；
• 初衷：用户量（十万、上百万）页面请求、单个用户间歇性大（很长时间上没有交互），有突发性、瞬时性。数据没有关联，导致资源浪费，从而服务器压力很大。
• 设计：从而设计为处理完请求后，释放连接。
• 问题：网页越来越复杂了，页面中有很多图片，如果每次都要建立一次TCP连接，效率就会很低。
• 解决方案：connection响应头字段值 Keep-Alive 表示保持tcp连接不关闭，不会永久保持连接，服务器可设置

3.5 HTTPS协议详解

HTTP协议存在的问题：发送的数据都是明文的，存在第三方窃听，截取数据包、伪装客户端的情况，存在安全隐患。

HTTPS协议：超文本传输安全协议，是以网络安全为目标的HTTP通道，简单来讲就是HTTP的安全版。它加密数据并确保其机密性，可保护用户在网站交互时免于窃取个人信息及计费数据。可以理解为：

（1）HTTPS=HTTP+SSL

（2）HTTPS=HTTP+加密+身份认证+完整性。

其中加密：**；

身份认证： 证书（申请）双向认证；

完整性保护：哈希算法

计算一个hash值，验证消息的完整性

摘要=摘要 保证数据没有被篡改 ；

HTTPS=HTTP+SSL

HTTPS之SSL连接详解

3.6 HTTP协议与HTTPS协议对比

四、常见面试题

在面试中常见的问题有：

（1）HTTP请求响应报文

（2）HTTP与HTTPS的区别

（3）TCP三次握手与四次挥手

（4）HTTP常见状态码

（5）HTTP八种请求方式

（6）简述OSI七层网络模型

（7）HTTP无状态、无连接特点及解决方案

（8）cookie和session的区别。

上述的这些问题在前面都已经写到了，下面将前面没有写到的写照后面。

• 浏览器输入url按回车背后经历了哪些？

1、首先，在浏览器地址栏中输入url，先解析url，检测url地址是否合法

2、浏览器先查看浏览器缓存-系统缓存-路由器缓存，如果缓存中有，会直接在屏幕中显示页面内容。若没有，则跳到第三步操作。

浏览器缓存：浏览器会记录DNS一段时间，因此，只是第一个地方解析DNS请求；

操作系统缓存：如果在浏览器缓存中不包含这个记录，则会使系统调用操作系统，获取操作系统的记录(保存最近的DNS查询缓存)；

路由器缓存：如果上述两个步骤均不能成功获取DNS记录，继续搜索路由器缓存；

ISP缓存：若上述均失败，继续向ISP搜索。

3、在发送http请求前，需要域名解析(DNS解析)，解析获取相应的IP地址。

4、浏览器向服务器发起tcp连接，与浏览器建立tcp三次握手。

5、握手成功后，浏览器向服务器发送http请求，请求数据包。

6、服务器处理收到的请求，将数据返回至浏览器

7、浏览器收到HTTP响应

8、浏览器解码响应，如果响应可以缓存，则存入缓存。

9、
浏览器发送请求获取嵌入在HTML中的资源（html，css，javascript，图片，音乐······），对于未知类型，会弹出对话框。

10、 浏览器发送异步请求。

11、页面全部渲染结束。

• GET和POST的区别？

参考链接：GET和POST两种基本请求方法的区别：https://www.cnblogs.com/logsharing/p/8448446.html

什么是socket？简述基于tcp协议的套接字通信流程

Socket 又称”套接字”,是系统提供的用于网络通信的方法.

TCP编程的客户端一般步骤是：

1、创建一个socket，用函数socket()；

2、设置socket属性，用函数setsockopt();* 可选

3、绑定IP地址、端口等信息到socket上，用函数bind();* 可选

4、设置要连接的对方的IP地址和端口等属性；

5、连接服务器，用函数connect()；

6、收发数据，用函数send()和recv()，或者read()和write();
7、关闭网络连接

本文作者：一个Tester

原文出处：CSDN

原文链接：http://blog.csdn.net/qq_37688023/article/details/107216952