Unity 面试篇|（九）操作系统与网络篇 【全面总结 | 持续更新】

1. 客户端与服务器交互方式有几种？

• socket通常也称作"套接字",实现服务器和客户端之间的物理连接，并进行数据传输，主要有UDP和TCP两个协议。Socket处于网络协议的传输层。
• 协议传输的主要有http协议 和基于http协议的Soap协议（web service）,常见的方式是 http 的post 和get 请求，web 服务。

2. OSI七层模型有哪些，每一层的作用

• 应用层：是OSI参考模型的最高层
  它是计算机用户，以及各种应用程序和网络之间的接口，其功能是直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。它在其他6层工作的基础上，负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，建立与结束使用者之间的联系，并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。此外，该层还负责协调各个应用程序间的工作。

• 表示层：是OSI模型的第六层
  它对来自应用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。

• 会话层：是OSI模型的第5层:
  是用户应用程序和网络之间的接口，主要任务是：向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。

• 传输层：向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。该层常见的协议：TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。
  传输层提供会话层和网络层之间的传输服务，这种服务从会话层获得数据，并在必要时，对数据进行分割。然后，传输层将数据传递到网络层，并确保数据能正确无误地传送到网络层。因此，传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送，当两节点的联系确定之后，传输层则负责监督工作。

• 网络层：它是OSI参考模型中最复杂的一层，也是通信子网的最高一层。它在下两层的基础上向资源子网提供服务。其主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。具体地说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。
  一般地，数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信，而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时，必然会遇到路由（即两节点间可能有多条路径）选择问题。

• 数据链路层：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。因此，这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。

• 物理层：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。
  物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。

3. UDP/TCP含义，区别

• UDP协议全称是用户数据报协议：

  • 面向无连接
  • 面向报文，
  • 不可靠性，
  • 有单播，多播，广播的功能
  • 头部开销小，传输数据报文时是很高效的。

• TCP协议全称是传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。三次握手、四次挥手

• TCP：

  • 面向连接
  • 仅支持单播传输
  • 面向字节流
  • 可靠传输
  • 提供拥塞控制
  • TCP提供全双工通信

4. TCP/IP协议栈各个层次及分别的功能？

• 网络接口层：这是协议栈的最低层，对应OSI的物理层和数据链路层，主要完成数据帧的实际发送和接收。

• 网络层：处理分组在网络中的活动，例如路由选择和转发等，这一层主要包括IP协议、ARP、ICMP协议等。

• 传输层：主要功能是提供应用程序之间的通信，这一层主要是TCP/UDP协议。

• 应用层：用来处理特定的应用，针对不同的应用提供了不同的协议，例如进行文件传输时用到的FTP协议，发送email用到的SMTP等。

5. 写出WWW的几个方法？

• WWW.LoadFromCacheOrDownload：可被用于将Assets Bundles自动缓存到本地磁盘
• WWW.Dispose ：释放现有的 WWW 对象。
• WWW.isDone：是否完成下载？（只读）
• WWW.progress：下载进度（只读）。

6. Socket粘包

• 什么是粘包？
  答：顾名思义，其实就是多个独立的数据包连到一块儿。

• 什么情况下需要考虑粘包？
  答：实际情况如下：

  • 如果利用tcp每次发送数据，就与对方建立连接，然后双方发送完一段数据后，就关闭连接，这样就不会出现粘包问题。
  • 如果发送的数据无结构，比如文件传输，这样发送方只管发送，接收方只管接收存储就ok，也不用考虑粘包。
  • 如果双方建立连接，需要在连接后一段时间内发送不同结构数据，如连接后，有好几种结构：
    1)”good good study”
    2)”day day up”
    那这样的话，如果发送方连续发送这个两个包出去，接收方一次接收可能会是”good good studyday day up” 这样接收方就傻了，因为协议没有规定这么奇怪的字符串，所以要把它分包处理，至于怎么分也需要双方组织一个比较好的包结构，所以一般可能会在头加一个数据长度之类的包，以确保接收。
    所以说：Tcp连续发送消息的时候，会出现消息一起发送过来的问题，这时候需要考虑粘包的问题。

• 粘包出现的原因 (在流传输中，UDP不会出现粘包，因为它有消息边界。)

  • 发送端需要等缓冲区满才发送出去，造成粘包 (发送端出现粘包)
  • 接收端没有及时接收缓冲区包数据，造成一次性接收多个包，出现粘包 (接收端出现粘包)

• 解决粘包：

  • 缓冲区过大造成了粘包，所以在发送/接收消息时先将消息的长度作为消息的一部分发出去，这样接收方就可以根据接收到的消息长度来动态定义缓冲区的大小。（这种方法就是所谓的自定义协议，这种方法是最常用的）
  • 对发送的数据进行处理，每条消息的首尾加上特殊字符，然后再把要发送的所有消息放入一个字符串中，最后将这个字符串发送出去，接收方接收到这个字符串之后，再通过特殊标记操作字符串，把每条消息截出来。(这种方法只适合数据量较小的情况)

• 注：要记住这一点：TCP对上层来说是一个流协议，所谓流,就是没有界限的一串数据.大家可以想想河里的流水,是连成一片的,其间是没有分界线的，也就是没有包的概念。所以我们必须自己定义包长或者分隔符来区分每一条消息。

7. Socket的封包、拆包

• 为什么基于TCP的通信程序需要封包、拆包?
  答：TCP是流协议，所谓流，就是没有界限的一串数据。但是程序中却有多种不同的数据包，那就很可能会出现如上所说的粘包问题，所以就需要在发送端封包，在接收端拆包。
• 那么如何封包、拆包？
  答：封包就是给一段数据加上包头或者包尾。比如说我们上面为解决粘包所使用的两种方法，其实就是封包与拆包的具体实现。

8. Socket 客户端 队列 的问题

• 项目中采用了socket通信，通过TCP发送数据给服务器端，因为项目需要，要同时开启大量的线程去发送不同的数据给服务器端，然后服务器端返回不同的数据。由于操作频繁，经常会阻塞，或没有接收到服务器端返回的数据；
• 因此考虑到使用一个队列：将同一ip下的数据存入一个队列中，通过队列协调发送；当第一条数据发送出去没有收到服务器端返回的数据时，让第二条数据插入队列中排队，当第三条数据也发送出来后，继续排队，以此类推；
  如果当第四条数据发出来的时候，存入队列中，第一条数据收服务器端返回数据后，队列中的第二条第三条数据就扔掉，直接发送第四条数据

9. 为什么会出现TCP 拥塞控制

• 拥塞的发生是因为路由器缓存溢出，拥塞会导致丢包，但丢包不一定触发拥塞。拥塞控制是快速传输的基础。一个拥塞控制算法一般包括慢启动算法、拥塞避免算法、快速重传算法、快速恢复算法四部分。

10. 简述序列化与反序列化

• 序列化 ：简单理解成把对象转换为容易传输的格式的过程。
  ⽐如，可以序列化⼀个对象，然后使⽤HTTP通过Internet在客户端和服务器端之间传输该对象

• 反序列化 ：将已经序列化过后的数据恢复成原先对象的过程。

11. 序列化的多种方案

• XML：指可扩展标记语言（eXtensible Markup Language）。是一种通用和重量级的数据交换格式。以文本结构存储。
  • 优点：格式更为标准和统一、更容易和其它系统进行远程交互、数据共享比较方便
  • 缺点： 相比于JSON，由于需要成对的数据标签，数据更加的冗余。 而JSON使用键值对，压缩了数据空间并且更加可读。
• JSON：是一种通用和轻量级的数据交换格式。以文本结构存储。
  • 优点：
    • 简单易用开发成本低、
    • 跨语言、
    • 轻量级数据交换、
    • 非冗长性（对比xml标签简单括号闭环）
  • 缺点：
    • 体积大，影响高并发
    • 无版本检查，自己做兼容
    • 片段的创建和验证过程比一般的XML复杂
    • 缺乏命名空间导致信息混合
    • 没有XML格式这么推广的深入人心和使用广泛,没有XML那么通用性
• Protobuf
  protocol buffer是Google的一种独立和轻量级的数据交换格式。以二进制结构进行存储。
  Protobuf是一种以有效并可扩展的格式编码结构化数据的方式。
  • 优点：
    • 跨平台多语言，可自定义数据结构。
    • 字段被编号，新添加的字段不影响老结构。解决了向后兼容问题。
    • 序列化后体积相比json和xml很小，适合网络传输。
    • 序列化反序列化速度很快，快于Json的处理速度。
    • 自动化生成代码，简单易用。
    • 二进制消息，效率高，性能高。
    • Netty等框架集成了该协议，提供了编×××提高开发效率。
  • 缺点：
    • 二进制格式，可读性差（抓包dump后的数据很难看懂）
    • 对象冗余，字段很多，生成的类较大，占用空间。
    • 默认不具备动态特性（可以通过动态定义生成消息类型或者动态编译支持）
• 三者比较：
  • json:一般的web项目中，最流行的主要还是json。因为浏览器对于json数据支持非常好,有很多内建的函数支持。
  • xml:在webservice中应用最为广泛，但是相比于json，它的数据更加冗余，因为需要成对的闭合标签。json使用了键值对的方式，不仅压缩了一定的数据空间，同时也具有可读性。
  • protobuf:是后起之秀，是谷歌开源的一种数据格式，适合高性能，对响应速度有要求的数据传输场景。因为profobuf是二进制数据格式，需要编码和解码。数据本身不具有可读性。因此只能反序列化之后得到真正可读的数据。

12. 网络抖动什么是网络抖动

• 什么是网络抖动
  • 如果网络发生拥塞，排队延迟将影响端到端的延迟，并导致通过同一连接传输的分组延迟各不相同，而抖动，就是用来描述这样一延迟变化的程度。
  • 它是网络延时变化，最大延迟与最小延迟的时间差；
    如最大延迟是20毫秒，最小延迟为5毫秒，那么网络抖动就是15毫秒，它主要标识一个网络的稳定性。
• 造成网络抖动的原因
  • 如果网络发生拥塞，排队延迟将影响端到端的延迟，并导致通过同一连接传输的分组延迟各不相同；
  • 当网络设备无法发送相同数据的流量，因此他们的数据包缓冲区已满并开始丢弃数据包。如果端点上的网络没有干扰，则每个数据包都会到达。
  • 但是，如果端点缓冲区满了，会使数据包到达的越来越晚，导致抖动。而抖动，就是用来描述这样一延迟变化的程度。因此，抖动对于实时性的传输将会是一个重要参数，比如：VOIP，视频等。
• 解决方法
  • 数据包接收端的抖动缓存；缓存指针队列对接收到的数据包进行排序后，将接收到的数据包插入抖动缓存指针队列的相应位置；
  • 抖动缓存指针队列的出队线程定时器，以一定时间间隔触发出队线程，出队线程判断抖动缓存指针队列队头的数据包，是否应该在当前触发时刻出队，如果是，则将该数据包出队。

13. http与https的区别

• HTTP协议以明文方式发送内容，不提供任何方式的数据加密。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则是具有安全性的ssl加密传输协议。
• 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。并且https协议需要到ca申请证书。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，要比http协议安全。
• 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。

14. 进程和线程的区别

• 线程是指进程内的一个执行单元,也是进程内的可调度实体。与进程的区别:
  • 调度：线程作为调度和分配的基本单位，进程作为拥有资源的基本单位。
  • 并发性：不仅进程之间可以并发执行，同一个进程的多个线程之间也可并发执行。
  • 拥有资源：进程是拥有资源的一个独立单位，线程不拥有系统资源，但可以访问隶属于进程的资源.
  • 系统开销：在创建或撤消进程时，由于系统都要为之分配和回收资源，导致系统的开销明显大于创建或撤消线程时的开销。

15. 内存池、进程池、线程池

• 内存池（Memory Pool）：

  • 内存池是一种内存分配方式，用于分配大量大小相同的小内存块。使用内存池可以极大地加快内存分配与释放的速度，且能尽量避免内存碎片化。内存池在创建时先从系统中获取一大块内存（静态或动态），然后分成相同大小的多个小内存块，这些小内存块通过链表连接起来（此链表也称为空闲链表）。当需要分配内存时，系统从空闲链表中取出链头上第一个内存块，提供给申请者。当内存被释放时，它会被返回到空闲链表中，而不是直接返回给操作系统。

• 进程池（Process Pool）：

  • 进程池是一种用于并行处理的技术，它创建并管理一个固定数量（或动态数量）的进程集合。这些进程可以被用来并行地执行任务。当一个新任务提交到进程池时，如果池中有空闲的进程，该任务就会被分配给一个空闲进程去执行；如果没有空闲进程，任务通常会等待，直到有一个进程变得可用。进程池有助于减少创建和销毁进程的开销，提高系统资源的利用率。

• 线程池（Thread Pool）：

  • 线程池与进程池类似，但它是管理线程的集合，而不是进程。线程池中的线程数量可以是固定的，也可以是动态的。当需要执行一个新任务时，线程池会尝试使用一个现有的空闲线程来执行该任务，而不是创建一个新线程。这有助于减少线程的创建和销毁开销，并提高系统的吞吐量。线程池还提供了更好的控制和调度能力，例如可以设置线程的优先级、控制并发级别等。