必学的计算机基础知识

世界那么大,谢谢你来看我!!!

1、TCP协议和UDP协议

UDP是面向无连接的,不可靠的数据报服务;

TCP是面向连接的,可靠的字节流服务。

HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用

2、HTTP与HTTPS协议

HTTP连接是一种“短连接”,要保持客户端程序的在线状态,需要不断地向服务器发起连接请求

HTTP协议的不安全性:

HTTP(超级文本传输协议)HTTP协议以明文方式发送内容,不提供任何方式的数据加密,如果攻击者截取了Web浏览器和网站服务器之间的传输报文,就可以直接读懂其中的信息,因此,HTTP协议不适合传输一些敏感信息,比如:信用卡号、密码等支付信息。

HTTPS协议的初衷:

(安全套接字层超文本传输协议)HTTPS,为了数据传输的安全,HTTPS在HTTP的基础上加入了SSL协议,SSL依靠证书来验证服务器的身份,并为浏览器和服务器之间的通信加密。

HTTPS协议的主要作用可以分为两种:一种是建立一个信息安全通道,来保证数据传输的安全;另一种就是确认网站的真实性。

HTTPS和HTTP的区别主要如下:

1)https协议需要申请证书,一般免费证书较少,因而需要一定费用。

2)http是超文本传输协议,信息是明文传输,https则是具有安全性的ssl加密传输协议。

3)http和https使用的是完全不同的连接方式,用的端口也不一样,前者是80,后者是443。

4)http的连接很简单,是无状态的;HTTPS协议是由SSL+HTTP协议构建的可进行加密传输、身份认证的网络协议,比http协议安全。

HTTP使用TCP三次握手建立连接,客户端和服务器需要交换3个包,而HTTPS需要12个包

3、TCP 的三次握手和四次挥手

TCP报文格式图:

(1)序号:Seq序号,占32位,用来标识从TCP源端向目的端发送的字节流,发起方发送数据时对此进行标记。

(2)确认序号:Ack序号,占32位,只有ACK标志位为1时,确认序号字段才有效,Ack=Seq+1。

(3)标志位:共6个,即URG、ACK、PSH、RST、SYN、FIN等,具体含义如下:

(A)URG:紧急指针(urgent pointer)有效。

(B)ACK:确认序号有效。

(C)PSH:接收方应该尽快将这个报文交给应用层(传送)。

(D)RST:重置连接。

(E)SYN:发起一个新连接。

(F)FIN:释放一个连接。

为什么需要“三次握手”(客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立):为了防止已失效的连接请求报文段突然又传送到了服务端,防止server端一直等待,浪费资源。

(1)第一次握手:Client将标志位SYN置为1,随机产生一个值seq=J,并将该数据包发送给Server,Client进入SYN_SENT状态,等待Server确认。

(2)第二次握手:Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求建立连接,Server将标志位SYN和ACK都置为1,ack (number )=J+1,随机产生一个值seq=K,并将该数据包发送给Client以确认连接请求,Server进入SYN_RCVD状态。

(3)第三次握手:Client收到确认后,检查ack是否为J+1,ACK是否为1,如果正确则将标志位ACK置为1,ack=K+1,并将该数据包发送给Server,Server检查ack是否为K+1,ACK是否为1,如果正确则连接建立成功,Client和Server进入ESTABLISHED状态,完成三次握手,随后Client与Server之间可以开始传输数据了。

为什么需要“四次挥手”:

由于TCP连接是全双工的,因此,每个方向都必须要单独进行关闭,这一原则是当一方完成数据发送任务后,发送一个FIN来终止这一方向的连接,收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了,即不会再收到数据了,但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据,直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭,而另一方则执行被动关闭

(1)第一次挥手:Client发送一个FIN,用来关闭Client到Server的数据传送,Client进入FIN_WAIT_1状态。

(2)第二次挥手:Server收到FIN后,发送一个ACK给Client,确认序号为收到序号+1(与SYN相同,一个FIN占用一个序号),Server进入CLOSE_WAIT状态。

(3)第三次挥手:Server发送一个FIN,用来关闭Server到Client的数据传送,Server进入LAST_ACK状态。

(4)第四次挥手:Client收到FIN后,Client进入TIME_WAIT状态,接着发送一个ACK给Server,确认序号为收到序号+1,Server进入CLOSED状态,完成四次挥手。

为什么建立连接是三次握手,而关闭连接却是四次挥手:

这是因为服务端在LISTEN状态下,收到建立连接请求的SYN报文后,把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭连接时,当收到对方的FIN报文时,仅仅表示对方不再发送数据了但是还能接收数据,己方也未必全部数据都发送给对方了,所以己方可以立即close,也可以发送一些数据给对方后,再发送FIN报文给对方来表示同意现在关闭连接,因此,己方ACK和FIN一般都会分开发送。

TCP的三次握手过程?为什么会采用三次握手,若采用二次握手可以吗?

建立连接的过程是利用客户服务器模式,假设主机A为客户端,主机B为服务器端。

(1)TCP的三次握手过程:主机A向B发送连接请求;主机B对收到的主机A的报文段进行确认;主机A再次对主机B的确认进行确认。

(2)采用三次握手是为了防止失效的连接请求报文段突然又传送到主机B,因而产生错误。失效的连接请求报文段是指:主机A发出的连接请求没有收到主机B的确认,于是经过一段时间后,主机A又重新向主机B发送连接请求,且建立成功,顺序完成数据传输。考虑这样一种特殊情况,主机A第一次发送的连接请求并没有丢失,而是因为网络节点导致延迟达到主机B,主机B以为是主机A又发起的新连接,于是主机B同意连接,并向主机A发回确认,但是此时主机A根本不会理会,主机B就一直在等待主机A发送数据,导致主机B的资源浪费。

(3)采用两次握手不行,原因就是上面说的实效的连接请求的特殊情况。

4、TCP的可靠性

TCP的可靠性是通过发送序号(Seq)和确认序号(ACK)来实现的。ack=seq+1;

5、2XX、3XX、4XX、5XX分别代表的含义,以及常见的

简单版 [

1XX-信息类(Information),表示收到Web浏览器请求,正在进一步的处理中

2XX-成功类(Successful),表示用户请求被正确接收,理解和处理例如:200 OK

3XX-重定向类(Redirection),表示请求没有成功,客户必须采取进一步的动作。

4XX-客户端错误(Client Error),表示客户端提交的请求有错误 例如:404意味着请求中所引用的文档不存在。

5XX-服务器错误(Server Error)表示服务器不能完成对请求的处理:如 500

100 Continue 继续,一般在发送post请求时,已发送了http header之后服务端将返回此信息,表示确认,之后发送具体参数信息

200 OK 正常返回信息 201 Created 请求成功并且服务器创建了新的资源

202 Accepted 服务器已接受请求,但尚未处理

301 Moved Permanently 请求的网页已永久移动到新位置。

302 Found 临时性重定向。还是请求原地址,但是会被转移到其他的url处理

303 See Other 临时性重定向,需要发送新的URL。

304 Not Modified 自从上次请求后,请求的网页未修改过。

400 Bad Request 服务器无法理解请求的格式,客户端不应当尝试再次使用相同的内容发起请求。

401 Unauthorized 请求未授权。

403 Forbidden 禁止访问。

404 Not Found 找不到如何与 URI 相匹配的资源。

500 Internal Server Error 最常见的服务器端错误。 503 Service Unavailable 服务器端暂时无法处理请求(可能是过载或维护)。

]

完整版 :

1**(信息类):表示接收到请求并且继续处理

100——客户必须继续发出请求

101——客户要求服务器根据请求转换HTTP协议版本

2**(响应成功):表示动作被成功接收、理解和接受

200——表明该请求被成功地完成,所请求的资源发送回客户端

201——提示知道新文件的URL

202——接受和处理、但处理未完成

203——返回信息不确定或不完整

204——请求收到,但返回信息为空

205——服务器完成了请求,用户代理必须复位当前已经浏览过的文件

206——服务器已经完成了部分用户的GET请求

3**(重定向类):为了完成指定的动作,必须接受进一步处理

300——请求的资源可在多处得到

301——本网页被永久性转移到另一个URL

302——请求的网页被转移到一个新的地址,但客户访问仍继续通过原始URL地址,重定向,新的URL会在response中的Location中返回,浏览器将会使用新的URL发出新的Request。

303——建议客户访问其他URL或访问方式

304——自从上次请求后,请求的网页未修改过,服务器返回此响应时,不会返回网页内容,代表上次的文档已经被缓存了,还可以继续使用

305——请求的资源必须从服务器指定的地址得到

306——前一版本HTTP中使用的代码,现行版本中不再使用

307——申明请求的资源临时性删除

4**(客户端错误类):请求包含错误语法或不能正确执行

400——客户端请求有语法错误,不能被服务器所理解

401——请求未经授权,这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用

HTTP 401.1 - 未授权:登录失败

HTTP 401.2 - 未授权:服务器配置问题导致登录失败

HTTP 401.3 - ACL 禁止访问资源

HTTP 401.4 - 未授权:授权被筛选器拒绝

HTTP 401.5 - 未授权:ISAPI 或 CGI 授权失败

402——保留有效ChargeTo头响应

403——禁止访问,服务器收到请求,但是拒绝提供服务

HTTP 403.1 禁止访问:禁止可执行访问

HTTP 403.2 - 禁止访问:禁止读访问

HTTP 403.3 - 禁止访问:禁止写访问

HTTP 403.4 - 禁止访问:要求 SSL

HTTP 403.5 - 禁止访问:要求 SSL 128

HTTP 403.6 - 禁止访问:IP 地址被拒绝

HTTP 403.7 - 禁止访问:要求客户证书

HTTP 403.8 - 禁止访问:禁止站点访问

HTTP 403.9 - 禁止访问:连接的用户过多

HTTP 403.10 - 禁止访问:配置无效

HTTP 403.11 - 禁止访问:密码更改

HTTP 403.12 - 禁止访问:映射器拒绝访问

HTTP 403.13 - 禁止访问:客户证书已被吊销

HTTP 403.15 - 禁止访问:客户访问许可过多

HTTP 403.16 - 禁止访问:客户证书不可信或者无效

HTTP 403.17 - 禁止访问:客户证书已经到期或者尚未生效

404——一个404错误表明可连接服务器,但服务器无法取得所请求的网页,请求资源不存在。eg:输入了错误的URL

405——用户在Request-Line字段定义的方法不允许

406——根据用户发送的Accept拖,请求资源不可访问

407——类似401,用户必须首先在代理服务器上得到授权

408——客户端没有在用户指定的饿时间内完成请求

409——对当前资源状态,请求不能完成

410——服务器上不再有此资源且无进一步的参考地址

411——服务器拒绝用户定义的Content-Length属性请求

412——一个或多个请求头字段在当前请求中错误

413——请求的资源大于服务器允许的大小

414——请求的资源URL长于服务器允许的长度

415——请求资源不支持请求项目格式

416——请求中包含Range请求头字段,在当前请求资源范围内没有range指示值,请求也不包含If-Range请求头字段

417——服务器不满足请求Expect头字段指定的期望值,如果是代理服务器,可能是下一级服务器不能满足请求长。 5**(服务端错误类):服务器不能正确执行一个正确的请求

500 - 服务器遇到错误,无法完成请求

HTTP 500.100 - 内部服务器错误 - ASP 错误

HTTP 500-11 服务器关闭

HTTP 500-12 应用程序重新启动

HTTP 500-13 - 服务器太忙

HTTP 500-14 - 应用程序无效

HTTP 500-15 - 不允许请求 global.asa

501 - 未实现

502 - 网关错误

503:由于超载或停机维护,服务器目前无法使用,一段时间后可能恢复正常

6、Cookies和Session的主要区别

1)session保存在服务器,客户端不知道其中的信息;cookie保存在客户端,服务器能够知道其中的信息。

2)session中保存的是对象,cookie中保存的是字符串。

3)session不能区分路径,同一个用户在访问一个网站期间,所有的session在任何一个地方都可以访问到。而cookie中如果设置 了路径参数,那么同一个网站中不同路径下的cookie互相是访问不到的。

4)session默认需要借助cookie才能正常工作。如果客户端完全禁止cookie,session,这种方法将失效。但可以URL重写。

5 )session在用户会话结束后就会关闭了,但cookie因为保存在客户端,可以长期保存

6) cookie:是服务端向客户端写入的小的片段信息。cookie信息保存在服务器缓存区,不会在客户端显现。当你第一次登陆一个网站,服务器向你的机器写得片段信息。你可以在Internet选项中找到存放cookie的文件夹。如果不删除,cookie就一直在这个文件夹中。

7)cookie不是很安全,别人可以分析存放在本地的COOKIE并进行COOKIE欺骗,考虑到安全应当使用session。

8)单个cookie保存的数据不能超过4K,很多浏览器都限制一个站点最多保存20个cookie。

9)建议:将登陆信息等重要信息存放为SESSION,其他信息如果需要保留,可以放在COOKIE中

7、七层协议的介绍

OSI分层(7层) :物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

TCP/IP分层(4层) :网络接口层、网际层、运输层、应用层。

五层协议(5层) :物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。

每一层的作用如下:

物理层:激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的物理媒体。

数据链路层 :数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

网络层 :网络层负责对子网间的数据包进行路由选择。此外,网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

传输层 :第一个端到端,即主机到主机的层次。传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外,传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

会话层 :会话层管理主机之间的会话进程,即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

表示层 :表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

应用层 :为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

8、TCP/IP 中,每一层对应的协议

应用层 :FTP(文件传送协议)、Telenet(远程登录协议)、DNS(域名解析协议)、SMTP(邮件传送协议),POP3协议(邮局协议),HTTP协议。

表示层:JPEG、MPEG、ASII

会话层:NFS、SQL、NETBIOS、RPC

传输层:TCP、UDP、SPX

网络层:IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP、 (路由器)

数据链路:PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC (网桥,交换机)

物理层:RJ45、CLOCK、IEEE802.3 (中继器,集线器)

每一层的作用如下:

应用层:允许访问OSI环境的手段(应用协议数据单元APDU)(文件传输,电 子邮件,文件服务,虚拟终端)

表示层:对数据进行翻译、加密和压缩(表示协议数据单元PPDU)(数据格式化,代码转换,数据加密)

会话层:建立、管理和终止会话(会话协议数据单元SPDU)(解除和建立与别的接点的联系)

传输层:提供端到端的可靠报文传递和错误恢复(段Segment)(提供端对端的接口)

网络层:负责数据包从源到宿的传递和网际互连(包PackeT)(对数据包选择路由)

数据链路层:将比特组装成帧和点到点的传递(帧Frame)(传输和有地址的帧和错误检测功能)

物理层:通过媒介传输比特,确定机械及电气规范(比特Bit)(以二进制形式在物理媒体上传输数据)

具体协议:

ICMP协议:因特网控制报文协议。它是TCP/IP协议族的一个子协议,用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。

TFTP协议:是TCP/IP协议族中的一个用来在客户机与服务器之间进行简单文件传输的协议,提供不复杂、开销不大的文件传输服务。

HTTP协议: 超文本传输协议,是一个属于应用层的面向对象的协议,由于其简捷、快速的方式,适用于分布式超媒体信息系统。

DHCP协议: 动态主机配置协议,是一种让系统得以连接到网络上,并获取所需要的配置参数手段。

NAT协议:网络地址转换属接入广域网(WAN)技术,是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,

DHCP协议:一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

9、ARP协议的工作原理

完成IP地址到MAC地址的映射。

1:首先,每个主机都会在自己的ARP缓冲区中建立一个ARP列表,以表示IP地址和MAC地址之间的对应关系。

2:当源主机要发送数据时,首先检查ARP列表中是否有对应IP地址的目的主机的MAC地址,如果有,则直接发送数据,如果没有,就向本网段的所有主机发送ARP数据包,该数据包包括的内容有:源主机 IP地址,源主机MAC地址,目的主机的IP 地址。

3:当本网络的所有主机收到该ARP数据包时,首先检查数据包中的IP地址是否是自己的IP地址,如果不是,则忽略该数据包,如果是,则首先从数据包中取出源主机的IP和MAC地址写入到ARP列表中,如果已经存在,则覆盖,然后将自己的MAC地址写入ARP响应包中,告诉源主机自己是它想要找的MAC地址。

4:源主机收到ARP响应包后。将目的主机的IP和MAC地址写入ARP列表,并利用此信息发送数据。如果源主机一直没有收到ARP响应数据包,表示ARP查询失败。

广播发送ARP请求,单播发送ARP响应。

RARP协议:

RARP是逆地址解析协议,作用是完成硬件地址到IP地址的映射,主要用于无盘工作站,因为给无盘工作站配置的IP地址不能保存。工作流程:在网络中配置一台RARP服务器,里面保存着IP地址和MAC地址的映射关系,当无盘工作站启动后,就封装一个RARP数据包,里面有其MAC地址,然后广播到网络上去,当服务器收到请求包后,就查找对应的MAC地址的IP地址装入响应报文中发回给请求者。因为需要广播请求报文,因此RARP只能用于具有广播能力的网络。

10、路由设备与相关层

物理层 :中继器(Repeater,也叫放大器),集线器。

数据链路层 :网桥,交换机。

网络层 :路由器。

网关 :网络层以上的设备。

11、常见的路由选择协议,以及它们的区别

常见的路由选择协议有:RIP协议、OSPF协议。 RIP协议 :底层是贝尔曼福特算法,它选择路由的度量标准(metric)是跳数,最大跳数是15跳,如果大于15跳,它就会丢弃数据包。

OSPF协议 :底层是迪杰斯特拉算法,是链路状态路由选择协议,它选择路由的度量标准是带宽,延迟。

12、HTTP 协议包括哪些请求?

GET:请求读取由URL所标志的信息。

POST:给服务器添加信息(如注释)。

PUT:在给定的URL下存储一个文档。

DELETE:删除给定的URL所标志的资源。

HEAD等等

13、HTTP 中, POST 与 GET 的区别

(1)Get是从服务器上获取数据,Post是向服务器传送数据。

(2)Get是把参数数据队列加到提交表单的Action属性所指向的URL中,值和表单内各个字段一一对应,在URL中科院看到。

(3)Get传送的数据量小,不能大于2KB;post传送的数据量较大,一般被默认为不受限制。

(4)根据HTTP规范,GET用于信息获取,而且应该是安全的和幂等的。

I.所谓 安全的 意味着该操作用于获取信息而非修改信息。换句话说,GET 请求一般不应产生副作用。就是说,它仅仅是获取资源信息,就像数据库查询一样,不会修改,增加数据,不会影响资源的状态。

II. 幂等 的意味着对同一URL的多个请求应该返回同样的结果。

14. TCP 对应的协议和 UDP 对应的协议

TCP传输单位称为TCP报文段,UDP传输单位称为用户数据报。

TCP注重数据安全性,UDP数据传输快,因为不需要连接等待,少了许多操作,但是其安全性却一般。

TCP对应的协议和UDP对应的协议

TCP对应的协议:

(1) FTP :定义了文件传输协议,使用21端口。常说某某计算机开了FTP服务便是启动了文件传输服务。下载文件,上传主页,都要用到FTP服务。

(2) Telnet :它是一种用于远程登陆的端口,用户可以以自己的身份远程连接到计算机上,通过这种端口可以提供一种基于DOS模式下的通信服务。如以前的BBS是-纯字符界面的,支持BBS的服务器将23端口打开,对外提供服务。

(3) SMTP :定义了简单邮件传送协议,现在很多邮件服务器都用的是这个协议,用于发送邮件。如常见的免费邮件服务中用的就是这个邮件服务端口,所以在电子邮件设置-中常看到有这么SMTP端口设置这个栏,服务器开放的是25号端口。

(4) POP3 :它是和SMTP对应,POP3用于接收邮件。通常情况下,POP3协议所用的是110端口。也是说,只要你有相应的使用POP3协议的程序(例如Fo-xmail或Outlook),就可以不以Web方式登陆进邮箱界面,直接用邮件程序就可以收到邮件(如是163邮箱就没有必要先进入网易网站,再进入自己的邮-箱来收信)。

(5)HTTP协议: 是从 Web 服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。

UDP对应的协议:

(1) DNS :用于域名解析服务,将域名地址转换为IP地址。DNS用的是53号端口。

(2) SNMP :简单网络管理协议,使用161号端口,是用来管理网络设备的。由于网络设备很多,无连接的服务就体现出其优势。

(3) TFTP (Trival File Transfer Protocal),简单文件传输协议,该协议在熟知端口69上使用UDP服务。

IP地址的分类:

A类地址:以0开头, 第一个字节范围:0~126(1.0.0.0 - 126.255.255.255);

B类地址:以10开头, 第一个字节范围:128~191(128.0.0.0 - 191.255.255.255);

C类地址:以110开头, 第一个字节范围:192~223(192.0.0.0 - 223.255.255.255);

10.0.0.0—10.255.255.255, 172.16.0.0—172.31.255.255, 192.168.0.0—192.168.255.255。(Internet上保留地址用于内部)IP地址与子网掩码相与得到网络号

15、NAT 协议、 DHCP 协议、 DNS 协议的作用

NAT协议 :网络地址转换(NAT,Network AddressTranslation)属接入广域网(WAN)技术,

是一种将私有(保留)地址转化为合法IP地址的转换技术,它被广泛应用于各种类型Internet接入方式和各种类型的网络中。原因很简单,NAT不仅完美地解决了lP地址不足的问题,而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击,隐藏并保护网络内部的计算机。

DHCP协议 :动态主机设置协议(Dynamic Host ConfigurationProtocol, DHCP)

是一个局域网的网络协议,使用UDP协议工作,主要有两个用途:给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址,给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。

DNS协议 :DNS 是域名系统 (Domain Name System) 的缩写,是因特网的一项核心服务,它作为可以将域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库,能够使人更方便的访问互联网,而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

DNS域名系统,简单描述其工作原理:

当DNS客户机需要在程序中使用名称时,它会查询DNS服务器来解析该名称。客户机发送的每条查询信息包括三条信息:包括:指定的DNS域名,指定的查询类型,DNS域名的指定类别。基于UDP服务,端口53. 该应用一般不直接为用户使用,而是为其他应用服务,如HTTP,SMTP等在其中需要完成主机名到IP地址的转换。

面向连接和非面向连接的服务的特点是什么?

面向连接的服务,通信双方在进行通信之前,要先在双方建立起一个完整的可以彼此沟通的通道,在通信过程中,整个连接的情况一直可以被实时地监控和管理。

非面向连接的服务,不需要预先建立一个联络两个通信节点的连接,需要通信的时候,发送节点就可以往网络上发送信息,让信息自主地在网络上去传,一般在传输的过程中不再加以监控。

16、B+树、B-树和红黑树

B-树的特性:

1.关键字集合分布在整颗树中;

2.任何一个关键字出现且只出现在一个结点中;

3.搜索有可能在非叶子结点结束;

4.其搜索性能等价于在关键字全集内做一次二分查找;

5.自动层次控制;

由于限制了除根结点以外的非叶子结点,至少含有M/2个儿子,确保了结点的至少利用率,其最底搜索性能为:O(log2n)只与节点数有关,与M无关。

B+的特性:

1.所有关键字都出现在叶子结点的链表中(稠密索引),且链表中的关键字恰好是有序的;

2.不可能在非叶子结点命中;

3.非叶子结点相当于是叶子结点的索引(稀疏索引),叶子结点相当于是存储(关键字)数据的数据层;

4.更适合用于数据库和操作系统的文件系统;

B+树的查找:对B+树可以进行两种查找运算:

1)从最小关键字起顺序查找;

2)从根结点开始,进行随机查找。

B+树是应文件系统所需而出的一种B-树的变型树。一棵m阶的B+树和m阶的B-树的差异在于:

1.有n棵子树的结点中含有n个关键字,每个关键字不保存数据,只用来索引,所有数据都保存在叶子节点。

2.所有的叶子结点中包含了全部关键字的信息,及指向含这些关键字记录的指针,且叶子结点本身依关键字的大小自小而大顺序链接。

3.所有的非终端结点可以看成是索引部分,结点中仅含其子树(根结点)中的最大(或最小)关键字。

通常在B+树上有两个头指针,一个指、-向根结点,一个指向关键字最小的叶子结点。

红黑树:红黑树就是用红链接表示3-结点的2-3树。

红黑树(Red Black Tree) 是一种自平衡二叉查找树,是在计算机科学中用到的一种数据结构,典型的用途是实现关联数组。

红黑树性质:

1)每个结点要么是红的,要么是黑的。

2)根结点是黑的。

3)每个叶结点,即空结点(NIL)是黑的。

4)如果一个结点是红的,那么它的俩个儿子都是黑的。

5)对每个结点,从该结点到其子孙结点的所有路径上包含相同数目的黑结点。

红黑树的本质:

红黑树是对2-3查找树的改进,只是它们对3结点的表示不同,将3-结点表示为由一条左斜的红色链接相连的两个2-结点。若指向它的链接是红色的,那么该节点为红色,红黑树都既是二叉查找树,也是2-3树

小结:

B树:二叉树,每个结点只存储一个关键字,等于则命中,小于走左结点,大于走右结点;

B-树:多路搜索树,每个结点存储M/2到M个关键字,非叶子结点存储指向关键字范围的子结点;所有关键字在整颗树中出现,且只出现一次,非叶子结点可以命中;

B+树:在B-树基础上,为叶子结点增加链表指针,所有关键字都在叶子结点中出现,非叶子结点作为叶子结点的索引;B+树总是到叶子结点才命中;

B*树:在B+树基础上,为非叶子结点也增加链表指针,将结点的最低利用率从1/2提高到2/3。

  • 发表于:
  • 原文链接:https://kuaibao.qq.com/s/20190124B19SF400?refer=cp_1026
  • 腾讯「云+社区」是腾讯内容开放平台帐号(企鹅号)传播渠道之一,根据《腾讯内容开放平台服务协议》转载发布内容。

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券