网络基础知识
以下题目中，有选项的为不定项选择题，无选项的为简答题。作答不定项选择题时，尽量尝试解释清楚每个选项正确或错误的原因。最重要的是懂得背后的原理而不是答案的正误。还是希望这些题能够带大家回顾或者巩固一点点基础吧。不过，如果你能轻松做出基础部分所有题，你可以在面试现场大胆的说：“你们这些基础题太基础了”
（哎呀我总感觉一不小心把基础题部分出的太多了，提醒大家不要死磕基础题，适当跳题，还有很多好玩的在后面呢）
题目一：文件扩展名
我们习以为常的是，在各种操作系统中使用点分割文件名称与扩展名，即“文件名称.扩展名”。常见扩展名有docx，jpg，txt等等。以文件名“a.jpg”为例，下列关于扩展名说法正确的有：
- A. 扩展名实际上只是人为约定的概念，指的是
.后面的字符串。扩展名是文件名的一部分，如a.jpg的文件名就是a.jpg而不是a。 - B. 文件名称对于文件而言是不可或缺的一部分。文件名称不能为空，例如
.jpg这样的文件名是不合法的。 - C. 扩展名对于文件而言是不可或缺的一部分，扩展名不能为空，例如
aaa这样的文件名是不合法的。 - D. 因为扩展名是文件名的一部分，所以扩展名是可以通过重命名随意更改的，不影响原文件的格式和内容。
- E. 扩展名直接决定了文件的格式。
- F. 文件的格式决定了其必须使用某个或某些扩展名，否则文件中的数据会出问题。
- G. 通过修改扩展名可实现文件格式的转换。例如，将文件
a.jpg更名为a.png，双击文件仍可正常打开。此图片的格式便从jpeg格式成功转换为png格式了。 - H. 你将文件后缀从jpg更改为mp4，之后双击打开，发现文件无法正常打开了。这是因为更改扩展名破坏了文件格式，导致这个文件损坏了。
题目二：校园网无线覆盖
东北大学校内各教学楼馆、实验室、宿舍等已经基本实现校园网（有线/无线）全面覆盖。其中校园网一个较常见的使用场景为宿舍内上网。为了实现较大区域内无线网覆盖，需要安装大量的无线AP发射无线信号。
（1）
经过你入学以来的观察，宿舍楼内的无线AP安装位置在哪里？宿舍每个楼层的校园网中枢设备安装位置在哪里？本楼层从交换机到无线AP的网线可能是如何走线的？为什么会出现寝室内信号良好，在宿舍走廊内移动时信号欠佳，进入宿舍厕所内几乎无信号的情况？
（2）
离开暑期后，东北大学本科生寝室将实行晚间断电。可以通过拉下宿舍内总电闸模拟这一情况。断电后你发现校园网无线信号并没有消失。这是为什么？
（3）
假设你的寝室内校园网信号非常好。然而就在你隔壁寝室的同学却说校园网无线信号非常差，且网速特别慢。这可能是为什么？（注：如果现实中遇到此类情况请及时提醒对方联系东北大学信网办报修）
（4）
假设学校授权你对整个宿舍楼的无线AP进行维护。你进入系统后台之后，是否会选择将全宿舍楼所有无线AP发射功率设置为100%来改善校园网无线信号质量？为什么？
（5）
有时你连接wifi时会出现WiFi图标信号满格，但网速却特别慢的情况。假设你手头只有这一台设备，且无法连接到路由器后台，如何辨别这种情况是设备到路由器的信号不佳所引起的，还是其他原因？
（6）
重保期全称为“重要保障期间”，指的是在某些重点时间段要对信息系统实行高强度的安全防护。在这些时间段内，校内一些重要网站一般会切断外网访问，仅提供给校园网用户访问，以此确保校内网络安全。这其中也包含校园跑系统。校园跑系统使用“智慧东大”APP，通过手机实时定位记录跑步里程，并通过校体育场摄像头人脸识别来验证校园跑真伪。平日使用手机流量即可直接连接校园跑系统。今天你到达浑南一号田径场准备进行校园跑，却发现当前正处于重保期，手机流量打不开页面。正当你站在田径场上不知所措时，突然想到可以手机连接校园网无线WiFi进行校园跑。你打开wifi开关后发现名为NEU的wifi信号强度显示为"非常强"，你很高兴的进行了连接。这时你突然意识到有点不对劲。怎么了？
题目三：Windows 运行窗口
win+R或许是大家非常熟悉的快捷键。在windows系统中，各种配置教程往往要用到注册表编辑器、组策略编辑器等，很多都是通过这个运行窗口打开的。同时网上也有一批网络营销号，传授一些“神秘代码”，例如输入%temp%可打开临时文件目录清理临时文件。
(1)
下面说法正确的是：
- A. 打开注册表编辑器等窗口的代码类似于游戏中的“作弊指令”，是系统开发者故意硬编码在操作系统中的，本来仅供开发者调试使用，却不小心泄露了。
- B. 我们在此窗口中输入
regedit/msconfig这类命令，所对应的是在文件系统中真实存在的一个可执行文件，例如regedit对应的是regedit.exe。 - C. 在这个窗口中输入
explorer等程序名，可打开系统自带的一些程序，但输入诸如Weixin.exe的程序名却无法打开已安装的微信。这是因为运行对话框只能运行系统中核心部分某些特殊文件夹内的系统程序，一般程序是没法通过这个窗口输命令来打开的。 - D.
%temp%能打开临时文件界面的原因是，两个百分号代表全局搜索，可以查找到C盘所有临时文件并清理。 - E. 运行窗口能用来打开可执行文件，对于一些不可执行的文件是无法打开的，例如仅输入一个txt文件的文件名。
- F. 运行窗口中输入的指令其实就是命令行，能在这里输入的指令在Windows命令行当中都可用。
（2）
你或许已经用过cmd命令行执行各种命令，抑或是已经可以在linux下熟练使用命令终端了。与图形化操作界面不同，CLI的一大优点是与盲打结合，无需光标与按钮的交互也可以实现较高的操作效率。特别是当电脑中安装的程序较多时，通过图形界面查找所需的软件会比较费时费力，而善加利用运行对话框就可以提高这一步的效率。请提出一个兼顾效率和安全性的方案，实现通过运行对话框输入特定的缩写即可打开指定的程序。例如，按win+R并输入ps，回车可直接打开Photoshop。怎么样，确实可以闭着眼打开吧。
提示：这些软件的安装目录遍布在电脑各处。你可以自己指定这些软件的缩写。
（3）
上一题的附加题，可能也算个提示吧：解释一下硬链接、软链接、目录链接、符号链接这几个名词。上面部分链接方式在linux系统可能会比较常见，那Windows系统中我们常见的快捷方式应该类似于哪一种？
延伸：软链接
那我就在此处放个软链接吧，链接到上面硬件部虚拟机的题，感觉来网络部的也可以做一做啊，因为可能要用到linux虚拟机之类的，如果不想用wsl的话（反而上面那个校园网的题好像应该放硬件部（不对啊我们不是网络部吗怎么能没有网络呢（
题目四：命令行基础
让我们更进一步了解命令行这个东西。在研究Windows命令行的过程中，也让我们可以一瞥Linux乃至其他各类操作系统命令终端的操作逻辑。
通过win+R组合键，打开运行对话框，输入cmd，打开命令提示符界面。你也可以右键Windows徽标，选择终端（win11）并打开，之后新建一个标签页，记得新建命令提示符标签页，我们先不用powershell。若是win10，需要在任务栏设置还是什么个性化设置中关掉“当我按下win+x时使用powershell替换命令提示符”之类的那么一个选项，然后上述菜单里就不再是powershell而是命令提示符了。
(1)
在提示符中随便输入一串字符，例如就输入abc吧。此时回显为：'abc' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序或批处理文件。解释：什么是内部命令？什么是外部命令？什么是可运行的程序？什么是批处理文件？更一般的，这些概念推广到linux中分别对应着什么？二者有什么异同点？
(2)
我们先来尝试一些基础的命令。例如linux最常用的ls命令，在Windows当中你可以输入dir列出当前目录。命令提示符的当前目录就是提示符前面显示的路径。cd命令用于更换目录，例如当前目录下有一个名为fff的文件夹，则输入cd fff进入该文件夹。..代表上一级目录，如使用cd ..即可回退到上一级。经过一段时间的探索，你发现各类命令的使用格式，无非是命令名称 操作对象或选项 更多的对象或选项 ......这类，难道这就是命令行的操作逻辑？你突然有了一个念头，莫非这就是整个操作系统上各种正在运行的程序背后的……
请回答：题干中所谓“操作对象或选项”正式名称应该叫什么？当你使用命令时，←它起到了什么作用？使用Windows任务管理器证明，这个规律对于系统上的很大一部分程序都适用。提示：可以从双击打开文件时程序的命令行，以及文档文件右键菜单中的各类选项下手。例如word文档、ppt文件右键中的“编辑”“打印”等选项，以及对压缩包文件使用右键菜单中各类解压软件的菜单项，都可以用于观察。
(3)
经过研究（或者你本来就知道），现在你已经对命令行十分熟悉了。这时候你想到了我们之前提过的批处理文件：它可以用来执行预设好的一系列指令！你迫不及待想要试试了。别着急，我现在直接为你提供一段批处理脚本，你要做的是：打开记事本(notepad.exe)，复制下面的这段文字，粘贴到记事本里，按ctrl+s随便保存到一个地方（比如桌面），保存好后将其后缀名从txt改为bat（batch的缩写，代表批处理文件，或者cmd也可以，面前题做到这里相信你已经懂了），之后双击运行就可以了。
1 | @echo off |
这明明是一个非常简单的一个脚本，但是你双击运行之后显示的却是这样：
请回答：出现这种状况的原因是什么？有哪些解决办法？如果你是在Windows上使用其他编程语言而不是批处理脚本时遇到了此问题，你应该从何处开始着手检查？
命令行的题目（基础）在此告一段落了哦，你将在后面的模块与命令行（cli）再会。
题目五：H.264 视频编码
视频是当今一种非常重要的信息媒介，然而视频的性质决定了存储视频需要占用较大空间。因此，人们制定了多种视频编码格式，其中H.264编码是非常经典、兼容性强、时至今日依然被广泛应用的一种编码格式。你可能已经了解过，视频编码时会对单帧进行各种压缩，从而减小视频文件的体积。实际上，经过h264编码的视频文件大小能够远小于一系列单帧图片文件的总大小，更主要的原因在于h264的帧间压缩算法。简单说，编码后的视频并不是把每一帧孤立的存储下来，而是在大多数帧只存储了其相较前一帧的差异。（严格来说是相较于参考帧）
(1)
H.264视频编码标准中定义了I、P、B三种图像帧。请了解一下这三种帧的定义与区别，并说明它们在视频序列中的依赖关系。某些编/解码异常的视频，往往会循环出现“画面正常→画面绿色或紫色或灰色逐渐积累→画面完全花屏→画面突然恢复正常”的情况，解释其可能的原因。
(2)
下载下面这个使用h264编码的mp4视频文件，随便使用一个播放器打开，然后按住进度条进行拖动。在按住进度条的情况下你大概率只会看到空白，而不会看到二维码的部分。分析并解释其原因。
使用h264编码的mp4视频文件
密码:59m8
(3)
在h264中存在GOP这个概念，即Group of Pictures，图像组。简单说，从一个 I 帧开始，到下一个 I 帧之前的这些帧为一个图像组。你应该已经注意到，我们给出的这个视频文件中包含了若干二维码。请结合以上题干的提示，尝试获取到这个视频文件包含的信息。（注：本题中若涉及到ffmpeg指令或需要辅助脚本时允许利用ai生成，特别是当你没有相关基础时，更建议通过ai编写代码解题而不是大力出奇迹）
(4)
在分析上述视频时，你看到屏幕上出现了一行文字吗？为什么它不会覆盖掉视频中二维码的图案？你能提取出隐藏的另一句文字内容吗？现在你知道字幕组是如何制作出带字幕的电影文件了吗？
(5)
做完以上的题，相信你已经能够回答这个问题：视频编码与视频封装是一回事吗？它们之间是什么关系？
题目六：MAC、IP 与局域网
网络部怎么能没有网络题呢？
（本题及后续题目中，若非明确提示，则不考虑IPv6）
（1）
什么是MAC地址，其作用是什么？为什么我们的设备必须要分配到一个ip地址才能正常上网，而不能只靠mac地址？当我们的设备有了ip地址后，mac地址就用不上了吗？
（2）
当我们连接到一个局域网时，我们的设备往往会自动获得一个ip地址（仅讨论ipv4）。这个ip地址是哪里来的？
而连接上某些局域网后，我们的电脑ip地址有可能会显示为169.254.xxx.xxx，这是为什么？
（3）
如果我使用一根普通网线，不经过任何中间设备，将两台电脑的有线网络接口互相连接起来，那么这两台电脑之间有可能正常通信吗/一定可以正常通信吗？
题目七：交换机与路由器
网络不就是把一大堆东西连在一起……吗？
（1）
你知道交换机和路由器的区别在哪里吗？路由器名字中的“路由”是什么意思？现代的交换机还分为二层交换机、三层交换机等等，这个几层又是何意味呢？
（2）
现在有一台路由器(A)有4个LAN口，其中3个网口分别连接有3台电脑。你希望扩展一下这个网络，于是你掏出自己的路由器，将其LAN口与路由器A剩余的LAN口相连。已知两台路由器均开启DHCP功能。连接完成后，你发现自己的路由器竟然没有网。你感到很奇怪，于是你对路由器A实施了重启大法，尝试解决问题。这之后会有什么现象发生？如果故障排查人员只能接触到上述的三台电脑，他应当会从何处入手分析故障的原因？
（3）
这里有一台电脑，只有有线网卡，没有无线网卡，你的任务是将其联网。你附近有一个无线路由器A，只有连接它发射的wifi才能上网，可惜的是这台电脑不可以。你有一根网线，但是太短了，根本够不到这台路由器A。你手头还有一个无线路由器B可以正常工作，但是它又没有网，能拿来干什么呢？请设计一个方案将上述电脑联网。
题目八：Wireshark 与 NAT
你知道，研究网络原理的最好方法便是动手实操，于是你尝试上手使用Wireshark捕获自己电脑上的网络活动进行分析。打开Wireshark捕获器后，你的屏幕上出现了花花绿绿的各色数据包。你随便选择了一个写着http协议的数据包，左下角便显示出此数据包的信息。
（1）
你注意到，这些信息中只有最下面部分写着“Hypertext Transfer Protocol”，也就是http协议，那么上方的四行都是什么信息？为什么要这样排序？
（2）
由于ipv4地址数量有限，无法为接入互联网的每一个设备都分配一个独立的ip地址，因此人们提出了NAT网络地址转换。了解一下NAT技术的原理，并结合上述数据包结构思考NAT对数据包的处理过程。
题目九：NAT 穿透
为了看懂Wireshark中常见的数据包，你(在刚刚或者在很久之前)自行研究了端口号、TCP及UDP协议传输过程，以及NAT的特性等，这时你发现NAT造成了一个巨大的问题：当你正常上网时，总是网站的服务器在明、你的设备在暗，即双方必须有一方拥有公网IP地址，你才能走出局域网，你们才能在互联网上通信。若双方处在不同的局域网且都没有公网ip地址，那二者不就无法通信了吗？你着手尝试解决这个问题。
（1）
你知道(你怎么什么都知道)，在网络中想要成功建立连接，必须有一方处于监听（准备连接）状态，另一方主动发送连接请求，且监听方处在可以收到请求方通讯的状态。此时你发现了一个叫端口映射的功能。假设通信双方中，有至少一个局域网的路由器拥有公网ip，如何配置双方路由器的端口映射实现双方正常通信？
（2）
经过调查你遗憾地发现，目前各宽带运营商几乎不会再为普通家用宽带发放公网ip。也就是说，我们的路由器也是处在运营商的NAT之下。经过搜索，你了解到可以使用frp进行内网穿透，但是你需要大量的数据传输，会造成较高的服务器费用，你付不起（其实是本题不考察frp）。经过更进一步搜索，你发现了NAT打洞技术。尝试理解NAT打洞的实现过程以及nat层级的概念，并思考为什么在某些nat类型下打洞几乎必定要失败。
题目十：公网 IPv6
纵使是巧妙如NAT打洞这样的技术，也不能拯救所有的网络环境。好在目前国内大力推广ipv6普及，现在家用宽带下的设备很可能就拥有着一个“公网ipv6地址”。（如果你现在连接着校园网那不用怀疑了，你一定有ipv6地址）
（1）
如何判断你的ipv6地址是“真公网ipv6”还是所谓的“假公网/大内网ipv6”？这类地址一般具有什么特征？
（2）
确定了你家的光纤宽带下挂设备能获取到“真公网ipv6”后，你在家里部署了“家里云”。经过调试，你确定使用局域网ip已经可以正常访问部署在家里服务器上的服务了，然而使用对应的ipv6地址和正确的端口，却无法从外网访问到你的服务。究竟是哪个/哪些环节出了问题？
（3）
经过排查，你突然发现服务器一个防火墙影响了各类服务的远程访问。你的第一个想法是直接关掉它，但这是否会让你的服务器暴露在某些未知的风险当中呢？你转念一想，还是为防火墙配置一些允许规则和白名单吧，但是你的服务太多了，配置防火墙不仅很费力，甚至可能引起冲突，影响到正常运行的服务。面对当前（以及未来常伴你左右的）安全性与维护复杂度间的冲突，你准备作何取舍？
题目十一：域名与 DDNS
你用公网ipv6用得很开心，但某一天你突然发现，“家里云”的ipv6地址竟悄无声息的变化了。你了解到，此类ipv6地址一般都是动态的，而ddns可以解决此问题。
（1）
什么是域名？域名后缀有哪些？顶级域名、二级域名、三级、……级域名是什么意思？配置域名解析时都可以添加什么样的记录？什么是域名解析服务与DNS服务器？
（2）
你获得了一个域名，尝试通过配置将其解析到你“家里云”的局域网ip，如192.168.1.3。这样操作可行吗？若设置成功，我们就能从公网访问到这台服务器了吗？
（3）
什么是Hosts文件？修改Hosts有哪些用途？
（4）
假设你没能找到一个合适的ddns服务商，那么不使用ddns，你有什么方案可以确保能够连接上你这台ipv6地址随时可能变化的服务器？
题目十二：TLS 与协议分层
http/https是非常常见的协议，然而经过你在Wireshark中一段时间的观察发现：捕获到的请求中，可以使用_ws.col.protocol == "HTTP"过滤出的包少之又少，甚至在你访问网站时也几乎看不到，反而是捕获到了大量写着TLS的数据包。经过搜索，你发现这些数据包对应的正是https协议的通信过程。
（1）
为什么https协议的相关数据包会这样显示？为何在Wireshark中看不到这些包内部与https有关的详细内容？
（2）
了解：什么是tls，它是如何建立安全连接的？只有https协议捕获到的包会被显示为tls包吗？有哪些协议可以使用tls？
（3）
tls这类协议凭借高安全性和保密性，与纯tcp连接相比有诸多优点。你可能注意到，tls在Wireshark中处在tcp上一层(下一行)的位置，而非取代了tcp。尝试分析：TLS 为何选择基于 TCP 开发，而非设计为独立于 TCP 的传输层协议？在计算机系统中，此类“叠加一层”的例子屡见不鲜，导致其形成了多层复杂的依赖关系。为什么开发者纷纷选择这种看似增加系统复杂性的开发方式，而非采用多种协议同级并行？