网络与操作系统面试题

基础

参考答案：DNS 解析 → TCP 握手（HTTPS 再 TLS 握手）→ 发送 HTTP 请求，经 CDN / 负载均衡 / 网关到应用 → 服务器处理返回 → 浏览器解析 HTML / CSS 构建 DOM 和 CSSOM、布局、绘制、合成，执行脚本。

追问：哪些环节可以优化？→ DNS 预解析、连接复用、HTTP/2、CDN、压缩、缓存、关键资源预加载、减少阻塞脚本。

参考答案：三次握手让双方都确认对方的收发能力并同步初始序号，同时防止过期的连接请求建立连接；挥手时一方发送 FIN 只表示自己不再发送，另一方可能还有数据要发，所以 ACK 和 FIN 分开发送。

追问：TIME_WAIT 有什么作用？→ 确保最后一个 ACK 丢失时能重传，并让旧连接的延迟报文在网络中消失，避免干扰新连接。

参考答案：进程是资源分配单位，独立地址空间；线程是调度单位，共享进程资源，由内核切换；协程在用户态调度，切换开销最小，适合大量 I/O 等待。

追问：Go 的 goroutine 和 Python 的协程有什么不同？→ goroutine 由 Go 运行时调度到多个系统线程上，可以利用多核，遇到阻塞自动切换；Python asyncio 协程运行在单线程事件循环中，需要显式 await，阻塞调用会卡住整个循环。

参考答案：1.1 有持久连接，但同一连接上请求串行（队头阻塞）；2 使用二进制分帧和多路复用、头部压缩，但 TCP 丢包仍会阻塞全部流；3 基于 QUIC（UDP），解决传输层队头阻塞，握手更快，支持连接迁移。

追问：HTTP/2 下还需要合并资源、域名分片吗？→ 一般不需要，多路复用已经解决并发问题，域名分片反而增加连接开销。

参考答案：一个线程监视多个 fd，就绪时再处理。select 每次调用都要把全部 fd 拷贝到内核并线性扫描，且有数量上限；epoll 在内核中维护关注列表，就绪的 fd 通过回调放入就绪队列，只返回就绪的，适合大量连接。

追问：水平触发和边缘触发？→ 水平触发：只要还可读就一直通知；边缘触发：状态变化时只通知一次，必须一次读完，否则可能丢失通知。

参考答案：TCP 是字节流，没有消息边界，多条消息可能合并或被拆分到达。应用层定义边界：固定长度、分隔符（换行，如 SSE、JSON Lines）、长度前缀；接收方用缓冲区增量解析。

追问：长度前缀协议要注意什么安全问题？→ 限制最大帧长度，防止恶意的超大长度值导致内存耗尽。

参考答案：这是作为主动关闭方的短连接过多、本地端口耗尽。根本办法是复用连接（共享 HTTP 客户端、连接池、keep-alive）；同时检查超时设置和并发上限；内核参数调整只作为辅助。详见连接问题排查。

追问：怎么确认修复有效？→ 压测对比 TIME_WAIT 数量、建连次数和 P99 延迟。

参考答案：事件循环被阻塞：在协程中执行了同步 I/O 或 CPU 密集操作。排查：开启 asyncio 调试模式查看慢回调、采样分析器定位；修复：使用异步客户端、把 CPU 任务放到进程池或任务队列。

追问：为什么健康检查也慢？→ 它和其他请求运行在同一个事件循环中，循环被占用时所有协程都得不到调度。