补补网络缺口

1.什么是零拷贝

零拷贝，不是不需要拷贝，而是尽可能地减少不必要的拷贝，以节省CPU的资源，减少因上下文切换而造成的资源浪费

上下文切换：比如用户在占着CPU，然后此时操作系统要用，那么就要把用户挪开，把操作系统放上去。也就是把上一个进程的东西挪走，下一个进程的东西挪进来。这就是一次上下文切换

重点：Linux用到的零拷贝

①传统的数据传送

buffer = File.read
Socket.send(buffer)

此时会经过4次拷贝，4次上下文切换。
先来看四次拷贝

再来看四次上下文切换

②MMAP内存映射
将磁盘上的数据，直接和应用进程缓冲区进行一个映射。省掉了文件缓冲区这一步
发生了3次拷贝，4次上下文切换

③Linux2.1里面，提出了sendfile（从这开始就已经提供了零拷贝）

3或者2次拷贝，2次上下文切换
如果硬件支持，可以是2次拷贝。就是中间的CPU拷贝都不需要了。直接传文件读取缓冲区的起始地址和长度，右边的DMA拷贝直接拷贝文件读取缓冲区的。

④Linux之slice
2次拷贝，2次上下文切换
PIPE是管道，本质上来讲就是两个缓冲区共用了同一块物理内存。

2.网络传输时，直接内存比堆内存快在哪？

进行网络通信的时候，尽量用直接内存。原因？
①每个TCP的Socket的操作系统内核中，都有一个发送缓冲区和一个接收缓冲区。任何语言都是这样，如图

应用进程将需要发送的数据发送到套接字发送缓冲区，然后再发送出去
②如果将应用进程缓冲区设置在堆

那么发送数据时，会先将数据发送到直接内存中的缓冲区，然后再发送到socket缓冲区。
如果本来就设置在直接内存，就避免了第一次拷贝，也就是避免了二次拷贝。

为什么非得先拷贝到直接内存呢？

因为堆中有垃圾回收机制，如果从堆中，直接发送到socket，那么此时如果发生了GC，相应的内存地址，就会发生变化。只有发生Full GC的时候，才会顺便回收下直接内存。所以在直接内存中，更有保障

3.TCP拆包/粘包

拆包，就是一分多，粘包，就是多合一

我的理解，拆包就是，不能一次性发送很多数据，需要把整个数据拆分成多个。粘包，就是一次发的数据量太少了，把多个数据量少的包，粘在一起，就是粘包。

如何解决TCP的粘包拆包特性？

①消息弄成定长的
②或者消息头包括消息的长度
③使用特殊的分隔符（比如ftp协议，对不同的消息，使用回车换行符，来区分不同的消息）

4.UDP用在哪

①需要多播的，TCP只能单播
②丢包不影响正常使用的软件

UDP实现的软件，不想让他丢包，怎么办？

上层应用自己来实现可靠性传输。如UDT。据说HTTP3会用UDT来实现

5.DDOS攻击是啥

DDOS就是利用合理的服务请求，去占用非常多的服务资源，使得正常的用户无法得到响应。
常见的DDOS有：计算机网络带宽攻击和连通性攻击
前者的意思就是以极大的通信量去冲击网络，使所有可用的网络资源消耗殆尽，使得合法的用户的请求无法得到响应
后者的意思是大量的连接请求去冲击服务器，使得所有可用的资源被消耗殆尽

SYN洪水攻击就是连通性攻击，利用了TCP协议的缺陷，发送了大量的半连接请求，耗费资源

6.socket是啥

TCP用主机的IP地址加上主机上的端口号作为TCP连接的端点，这种端点就叫做套接字socket。

操作系统把底层的所有与网络通信相关的细节都隐藏起来了，用socket来进行操作，它是一个门面模式，调用connect方法就连接了，内部的细节不用管。

可以理解为它把传输层，及以下的协议，全都封装起来了。从应用层视角往下层看，就是socket

7.一次完整的http请求的过程

http1.0，在客户端渲染完了之后，就关闭TCP连接了（短连接）
而1.1就有个keep_alive，先保留一会这个连接，类似于长连接
2.0就有个多路复用，服务端推送和请求头压缩

DNS劫持，意思就是把DNS解析来的ip地址，换成一个错误的ip地址，有可能是钓鱼网站的ip地址
HTTP劫持，意思就是劫持http请求报文或者响应报文。解决办法：用https

8.TCP UDP区别

TCP面向连接，有三次握手和四次挥手，UDP没有连接，所以也可用于广播
TCP有可靠性，具体为超时重传（根据往返时延来计算等多久需要重传）和应答确认
TCP有数据排序，即在对端，各个组结合的时候，如何根据编号排序
TCP有流量控制（滑动窗口）和拥塞控制
TCP是全双工，udp应该也是，但是udp偏向单工

洪泛攻击就是有很多客户端，客户端第一次发送的报文，源ip地址是假的，所以服务器发送了确认报文之后，就一直得不到回应，就一直等待，浪费着资源。如SYN洪水攻击

9.关于TCP的四次挥手

四次挥手全过程（这个图，四次挥手这里有错误，需要把返回的seq改成ack）

为什么需要四次挥手？

因为TCP是全双工的，客户端发送给服务端FIN的时候，说明客户端不往服务端发数据了，但是服务端可以往客户端发数据，客户端还可以接收数据。只有两边都单独发送了FIN的时候，才能确保连接需要断开了。

注意：四次挥手，在实际情况中，不一定非得是四次，中间两步，有可能合并

为什么需要TIME_WAINTING状态？

①处于TIME_WAINTING状态时，不允许应用立即释放端口，等TIME_WAINTING的时间，服务器一般会把数据全部传完，此时再释放
②如果客户端发送的分手确认信号，即第四次挥手，丢失了，那么服务端会再次发送，如果不等TIME_WAINTING的时间，那么服务端重新发送的第三次挥手，客户端就接受不到了