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熟悉计算机网络和操作系统知识#xff0c;包括 TCP/IP、UDP、HTTP、DNS 协议等。
常见的页面置换算法#xff1a;
先进先出#xff08;FIFO#xff09;算法#xff1a;将最早进入内存的页面替换出去。最近最少使用#xff08;LRU#xff09;算法包括 TCP/IP、UDP、HTTP、DNS 协议等。
常见的页面置换算法
先进先出FIFO算法将最早进入内存的页面替换出去。最近最少使用LRU算法将最近最少被访问的页面替换出去。最不常用LFU算法将最不经常被访问的页面替换出去。时钟置换算法通过一个指针按照顺时针方向遍历页面当需要替换页面时替换指针指向的页面并将该页面的访问位清零。
原文链接https://blog.csdn.net/weixin_72256328/article/details/138327484
线程同步方式
互斥锁 读写锁 信号量 屏障 事件
互斥锁(Mutex)采用互斥对象机制只有拥有互斥对象的线程才有访问公共资源的权限。因为互斥对象只有一个所以可以保证公共资源不会被多个线程同时访问。比如 Java 中的 synchronized 关键词和各种 Lock 都是这种机制。读写锁Read-Write Lock允许多个线程同时读取共享资源但只有一个线程可以对共享资源进行写操作。信号量(Semaphore)它允许同一时刻多个线程访问同一资源但是需要控制同一时刻访问此资源的最大线程数量。屏障Barrier屏障是一种同步原语用于等待多个线程到达某个点再一起继续执行。当一个线程到达屏障时它会停止执行并等待其他线程到达屏障直到所有线程都到达屏障后它们才会一起继续执行。比如 Java 中的 CyclicBarrier 是这种机制。事件(Event) :Wait/Notify通过通知操作的方式来保持多线程同步还可以方便的实现多线程优先级的比较操作。
进程间通信方式
管道 消息队列 共享内存 信号 套接字
1.管道包括无名管道和命名管道无名管道半双工只能用于具有亲缘关系的进程直接的通信父子进程或者兄弟进程可以看作一种特殊的文件命名管道可以允许无亲缘关系进程间的通信。
2.消息队列消息的链接表放在内核中。消息队列独立于发送与接收进程进程终止时消息队列及其内容并不会被删除消息队列可以实现消息的随机查询可以按照消息的类型读取。
3.信号量semaphore(PV操作)是一个计数器可以用来控制多个进程对共享资源的访问。信号量用于实现进程间的互斥与同步。
4.信号用于通知接收进程某个事件的发生。
5.内存共享使多个进程访问同一块内存空间。
6.套接字socket用于不同主机直接的通信。
进程的调度策略
操作系统使用多种进程调度策略来管理进程的执行顺序
先来先服务FCFS按照进程到达的顺序调度简单但可能导致长时间等待的“饥饿”问题。短作业优先SJF优先调度执行时间短的任务减少平均等待时间但需要准确预测任务长度。优先级调度根据进程的优先级选择执行顺序优先级高的进程先执行。可以是抢占式或非抢占式。时间片轮转RR每个进程分配一个固定的时间片轮流执行适用于时间共享系统保证公平。多级反馈队列MLFQ根据进程的执行行为动态调整优先级短任务优先执行长任务逐渐降低优先级。
PV操作怎么确保别的进程不会修改
P操作等待操作当一个进程执行P操作时它会检查信号量的值如果信号量值大于0则将其减1并继续执行如果等于0则进程会被阻塞等待信号量变为正值。V操作释放操作V操作则是将信号量的值加1并唤醒等待队列中的一个阻塞进程。
通过原子操作保证信号量的修改不可被其他进程打断操作系统中的信号量机制能够确保在多进程或多线程环境中同步共享资源。
0.计算机网络
1.键入网址
2.TCP/IP OSI模型 关系 各个层常见的协议
3.DNS解析流程重点
4.TCP 三次握手 四次挥手重点
5.TCP如何保证可靠性?重点
5.TCP和UDP的区别重点
6.HTTP状态码? Get Post方法区别
7.HTTP和HTTPS区别重点
8.HTTPS加密过程重点
1.HTTP键入网址过程
在浏览器中输入指定网页的 URL。浏览器通过 DNS 协议获取域名对应的 IP 地址。浏览器根据 IP 地址和端口号向目标服务器发起一个 TCP 连接请求。浏览器在 TCP 连接上向服务器发送一个 HTTP 请求报文请求获取网页的内容。服务器收到 HTTP 请求报文后处理请求并返回 HTTP 响应报文给浏览器。浏览器收到 HTTP 响应报文后解析响应体中的 HTML 代码渲染网页的结构和样式同时根据 HTML 中的其他资源的 URL如图片、CSS、JS 等再次发起 HTTP 请求获取这些资源的内容直到网页完全加载显示。浏览器在不需要和服务器通信时可以主动关闭 TCP 连接或者等待服务器的关闭请求。
2.各层常见协议
应用层HTTP DNS WebSocket SSH FTP Telnet SMTP POP3/IMAP RTP
传输层TCP UDP
网络层IP ARP ICMP NAT OSPF RIP BGP
3.DNS解析流程重点
www.server.com.
浏览器缓存 操作系统缓存 hosts文件 本地dns服务器 根域dns服务器 顶级dns服务器 权威dns服务器
1.浏览器缓存检查浏览器是否已经缓存了域名的IP地址。
2.操作系统缓存如果浏览器缓存没有操作系统检查其缓存。
3.hosts文件如果操作系统缓存也没有查看hosts文件。
4.本地DNS服务器如果以上都没有请求本地DNS服务器。
5.根域DNS服务器本地DNS服务器向根域DNS服务器请求。
6.顶级DNS服务器根域DNS服务器指向顶级DNS服务器。
7.权威DNS服务器顶级DNS服务器指向权威DNS服务器获取域名的实际IP地址。
返回结果权威DNS服务器将IP地址返回给本地DNS服务器然后由本地DNS服务器返回给操作系统最终由操作系统返回给浏览器。
4.TCP 三次握手 四次挥手重点
一TCP三次握手 (Three-Way Handshake)过程 SYN客户端发送一个SYN同步序列编号报文到服务器并进入SYN_SENT状态等待服务器确认。
SYN-ACK服务器收到SYN报文后发送一个SYNACK确认报文给客户端并进入SYN_RCVD状态。
ACK客户端收到服务器的SYNACK报文后会发送一个ACK报文给服务器然后双方进入ESTABLISHED已建立连接状态完成三次握手开始数据传输。
目的 TCP三次握手的主要目的是建立一个可靠的会话连接确保双方通信端口的正确性以及同步双方的序列号和确认号为数据传输做好准备。
二TCP四次挥手 (Four-Way Handshake)过程 FIN当通信的一方完成所有数据传输后会发送一个FIN结束报文来关闭连接。
ACK另一方收到FIN报文后会发送一个ACK报文作为应答并将接收到的序列号加1。
FIN在发送了ACK报文后该方也可以发送一个FIN报文请求关闭连接。
ACK最初发送FIN报文的一方收到对方的FIN报文后发送一个ACK报文作为回应然后等待足够时间以确保对方收到这个ACK报文。
目的 四次挥手的目的是允许双方均能清楚地关闭已建立的TCP连接。由于TCP是全双工的因此每个方向必须单独进行关闭。
5.TCP如何保证可靠性?重点
1.建立连接通过三次握手建立连接保证双方都有通信的能力 2.序号机制保证数据是按序、完整到达 3.合理分片tcp会按最大传输单元(MTU)合理分片接收方会缓存未按序到达的数据重新 排序后交给应用层。 4.数据校验TCP报文头有校验和用于校验报文是否损坏 5.超时重传如果发送一直收不到应答可能是发送数据丢失也可能是应答丢失发送方再等待一段时间之后都会进行重传。 6.流量控制当接收方来不及处理发送方的数据能通过滑动窗口提示发送方降低发送的速率防止包丢失。 7.拥塞控制网络层拥堵造成的拥塞包括慢启动拥塞避免快速重传三种机制
滑动窗口和拥塞控制细节
1.TCP滑动窗口是一种流量控制机制用于调节发送方可以发送而不必等待确认的数据量。它的关键特点是
发送窗口发送方可以发送不超过滑动窗口大小的数据而不必等待每个数据包的确认。接收窗口接收方告知发送方它可以接受的最大数据量从而决定窗口的大小。窗口滑动当发送方收到确认ACK后窗口向前滑动允许发送更多的数据包。
滑动窗口提高了传输效率通过动态调整发送速率避免了网络拥塞。
2.TCP拥塞控制是用于避免网络拥塞的机制主要包括以下四个阶段
慢启动Slow Start初始发送速率较低通过指数增长逐步增加拥塞窗口。拥塞避免Congestion Avoidance当网络负载增加时发送窗口线性增长避免过快增加流量。快速重传Fast Retransmit在检测到重复ACK时立即重传丢失的数据包而不必等待超时。快速恢复Fast Recovery当网络拥塞发生时减少窗口但不从慢启动重新开始。
3.拥塞控制在什么场景下效果不好
TCP拥塞控制在高带宽-延迟产品BDP的网络中效果不好。例如在高速、长距离的网络如卫星网络中拥塞窗口的增长速度较慢导致带宽利用率低。此外移动网络和无线网络中由于丢包率较高TCP可能会错误地将丢包视为网络拥塞从而过度降低传输速率。
6.TCP和UDP的区别重点
**区别**连接 服务对象 可靠性 传输方式 分片不同 首部开销
1. 连接
TCP 是面向连接的传输层协议传输数据前先要建立连接。UDP 是不需要连接即刻传输数据。
2. 服务对象
TCP 是一对一的两点服务即一条连接只有两个端点。UDP 支持一对一、一对多、多对多的交互通信
3. 可靠性
TCP 是可靠交付数据的数据可以无差错、不丢失、不重复、按序到达。UDP 是尽最大努力交付不保证可靠交付数据。但是我们可以基于 UDP 传输协议实现一个可靠的传输协议比如 QUIC 协议具体可以参见这篇文章如何基于 UDP 协议实现可靠传输(opens new window)
4. 拥塞控制、流量控制
TCP 有拥塞控制和流量控制机制保证数据传输的安全性。UDP 则没有即使网络非常拥堵了也不会影响 UDP 的发送速率。
5. 首部开销
TCP 首部长度较长会有一定的开销首部在没有使用「选项」字段时是 20 个字节如果使用了「选项」字段则会变长的。UDP 首部只有 8 个字节并且是固定不变的开销较小。
6. 传输方式
TCP 是流式传输没有边界但保证顺序和可靠。UDP 是一个包一个包的发送是有边界的但可能会丢包和乱序。
7. 分片不同
TCP 的数据大小如果大于 MSS 大小则会在传输层进行分片目标主机收到后也同样在传输层组装 TCP 数据包如果中途丢失了一个分片只需要传输丢失的这个分片。UDP 的数据大小如果大于 MTU 大小则会在 IP 层进行分片目标主机收到后在 IP 层组装完数据接着再传给传输层。
TCP 和 UDP 应用场景
由于 TCP 是面向连接能保证数据的可靠性交付因此经常用于
FTP 文件传输HTTP / HTTPS
由于 UDP 面向无连接它可以随时发送数据再加上 UDP 本身的处理既简单又高效因此经常用于
包总量较少的通信如 DNS 、SNMP 等视频、音频等多媒体通信广播通信
7.HTTP状态码?
状态码
1XX:
2XX: 成功响应
200查询请求被成功处理。
201POST 添加请求被成功处理。
202服务端已经接收到了请求但是还未处理。
204服务端已经成功处理了请求但是没有返回任何内容。
3XX: 重定向
301资源被永久重定向了。比如你的网站的网址更换了。
302资源被临时重定向了。
4XX: 客户端错误
400发送的 HTTP 请求存在问题。比如请求参数不合法、请求方法错误。
401未认证却请求需要认证之后才能访问的资源。
403直接拒绝 HTTP 请求不处理。一般用来针对非法请求。
404请求的资源未在服务端找到。
405请求方式和处理请求方式不一致。
409表示请求的资源与服务端当前的状态存在冲突请求无法被处理。
5XX: 服务的错误
500服务端出问题了通常是服务端出 Bug 了。
502我们的网关将请求转发到服务端但是服务端返回的却是一个错误的响应。
8.Get Post方法区别
GET和POST的区别 参数位置 数据长度限制 安全性 幂等性和缓存
前提是GET和POST都要满足RFC规范。
虽然GET和POST都是使用HTTP协议传输数据但它们在一些方面有明显的区别
参数位置 GET请求的参数附加在URL的末尾形式为http://example.com/path?param1value1param2value2
POST请求的参数包含在请求的正文中不会显示在URL中。
数据长度限制 GET请求的参数附加在URL后面受限于URL的长度限制一般由浏览器限制不同浏览器可能有不同的限制例如IE限制为2083字节。
POST请求的参数在请求的正文中没有明确的长度限制一般受到服务器端的配置限制。
安全性 GET请求的参数会显示在URL中因此对于敏感信息不宜使用GET请求因为敏感信息可能会被浏览器保存、历史记录或被其他人看到。
POST请求的参数在请求的正文中相对来说更加安全但仍然不是绝对安全因为HTTP是明文传输的只有使用HTTPS才能加密传 输数据。 缓存与历史记录 GET请求会被浏览器主动缓存而POST请求不会被缓存除非手动设置。因为GET请求的参数附加在URL后面浏览器会将URL作为缓存的标识。 幂等性 GET请求是幂等的多次执行相同的GET请求服务器的状态不会发生变化。
POST请求不是幂等的多次执行相同的POST请求可能会产生不同的结果因为可能会导致服务器状态的变化。
GET和POST的使用场景 GET请求主要用于获取数据因为它是幂等的、可缓存的。常见的使用场景包括
搜索引擎的搜索请求 获取网页内容 获取资源文件等 POST请求主要用于向服务器提交数据因为它可能会导致状态变化或产生副作用。常见的使用场景包括
提交表单数据 上传文件 发表评论等 在实际应用中要根据具体的需求选择GET或POST方法合理地使用它们可以提升应用的性能和安全性。
9.HTTP和HTTPS区别重点
HTTP 是超文本传输协议信息是明文传输存在安全风险的问题。HTTPS 则解决 HTTP 不安全的缺陷在 TCP 和 HTTP 网络层之间加入了 SSL/TLS 安全协议使得报文能够加密传输。HTTP 连接建立相对简单 TCP 三次握手之后便可进行 HTTP 的报文传输。而 HTTPS 在 TCP 三次握手之后还需进行 SSL/TLS 的握手过程才可进入加密报文传输。两者的默认端口不一样HTTP 默认端口号是 80HTTPS 默认端口号是 443。HTTPS 协议需要向 CA证书权威机构申请数字证书来保证服务器的身份是可信的。
10.HTTPS加密过程重点
HTTP 由于是明文传输所以安全上存在以下三个风险 窃听风险比如通信链路上可以获取通信内容用户号容易没。 解决方法混合加密。非对称加密(建立连接前使用1次) 对称加密(建立连接后一直用) 篡改风险比如强制植入垃圾广告视觉污染用户眼容易瞎。 解决方法摘要算法(哈希函数) 数字签名(给hash值加密防止被替换。私钥签名公钥验证) 冒充风险比如冒充淘宝网站用户钱容易没。 解决方法服务器注册公钥到CACA用私钥对服务器公钥进行签名并颁发数字证书服务器将证书和公钥传给客户端客户端用CA的公钥验证服务器的证书合法就用服务器公钥加密数据然后发送给服务器服务器私钥解密接收客户端发送的信息
11.IPv4和IPv6的区别
ipv6相比于ipv4提供更大的地址空间和更好的自动配置及安全性
地址长度 IPv432位地址约43亿个地址例如192.168.0.1。IPv6128位地址地址数量极大例如2001:0db8::1。 地址表示 IPv4点分十进制表示如192.168.0.1。IPv6冒号十六进制表示如2001:0db8::1。 地址空间 IPv4地址数量有限面临耗尽问题。IPv6地址数量巨大能够满足未来需求。 配置 IPv4通常需要手动配置或通过DHCP分配。IPv6支持自动配置SLAAC。 安全性 IPv4没有默认的安全机制。IPv6默认支持IPSec更加注重安全。
