Day04
1. 请你说说写时拷贝
- 传统的fork()系统调用直接把所有的资源复制给新创建的进程，这种实现过于简单且效率低下，因为他拷贝的数据或许可以共享，或者有时候fork()创建新的子进程后，子进程往往需要调用一种exec函数以执行另一个程序。而exec函数会用磁盘上的一个新程序替换当前子程序的正文段、数据段、堆段和栈段，如果之前fork()时拷贝了内存，则这时被替换了，这是没有意义的
- linux的fork()使用写时拷贝。写时拷贝是一种可以推迟甚至避免拷贝数据的技术。内核此时并不复制整个进程的地址空间，而是让父子进程共享同一个地址空间。只用在需要写入的时候才会复制地址空间，从而使各个进程拥有各自的地址空间。也就是说，资源的复制是在需要写入的时候才会进行，在此之前，只有以只读方式共享。这种技术使地址空间上的拷贝被推迟到实际发生写入的时候，大大提高了效率
2. 请你说说分段和分页
- 分段：将用户程序地址空间分成若干个大小不等的段，每段可以定义一组相对完整的逻辑信息。在存储分配时，以段为单位，段与段在内存中可以不相邻接，实现了离散分配。分段主要是为了使程序和数据可以被划分为逻辑上独立的地址空间，并且有助于共享和保护
- 分页：用户程序的地址空间被划分为若干固定大小的区域，称为“页”，相应地，内存空间分成若干个物理块，页和块的大小相等。可将用户程序的任意一页放在内存的任一块中，实现了离散分配。分页主要用于实现虚拟内存，从而获得更大的地址空间
- 段页式：页式存储管理能有效地提高内存利用率（解决内存碎片），而分段存储管理能反映程序的逻辑结构并有利于段的共享。
- 段页式存储管理方式即先将用户程序分成若干个段，再把每个段分成若干个页，并为每一个段赋予一个段名。在段页式系统中，为了实现从逻辑地址到物理地址的转换，系统中需要同时配置段表和页表，利用段表和页表进行从用户地址空间到物理内存空间的映射
- 系统为每一个进程建立一张段表，每个分段有一张页表。段表表项中至少包括段号、页表长度和页表始址，页表表项至少包括页号和块号。在进行地址转换时，首先通过段表查到页表始址，然后通过页表找到页帧号，最终形成物理地址
3. 请你说说共享内存
- 共享内存·是进程间通信的一种方式。不同进程之间共享的内存通常为同一段物理内存，进程可以将同一段物理内存连接到他们自己的地址空间中，所有的进程都可以访问共享内存中的地址。如果某个进程向共享内存写入数据，所做的改动将立即影响到可以访问同一段共享内存的任何其他进程
- 优点：共享内存在各种进程通信方式中具有最高的效率。访问共享内存区域和访问进程独有的内存区域一样快，并不需要通过系统调用或者其他需要切入内核的过程来完成。同时他也避免了对数据各种不必要的复制
- 缺点：共享内存没有提供同步机制，这使得我们在使用共享内存进行进程之间的通信时，往往需要借助其他手段来保证进程之间的同步工作
4. 请你说说 TCP 和 UDP 的区别
- TCP提供面向连接的可靠传输，UDP提供面向无连接的不可靠传输。UDP在很多实时性要求高的场景有很好的表现，而TCP在要求数据准确、对速度没有硬性要求的场景有很好的表现。
- UDP协议和TCP协议都是运输层协议，都是为应用程序服务，都具有复用(不同的应用层协议可以共用UDP和TCP协议)和分用(将数据报解析之后发给不同的应用程序)的功能。
- UDP提供面向无连接基于数据报的不可靠传输，TCP提供面向连接基于字节流的可靠传输
- UDP协议：面向无连接、尽最大努力交付、面向报文、没有拥塞控制不可靠（只管发不管过程和结果）、支持一对一、一对多、多对一、多对多的通信方式、首部开销很小（8字节）。优点是快，没有TCP各种机制，少了很多首部信息和重复确认的过程，节省了大量的网路资源。缺点是不可靠不稳定，只管数据的发送不管过程和结果，网络不好的时候很容易造成数据丢失。但又因为网络不好的时候不会影响到主机数据报的发送速率，这对很多实时的应用程序很重要，因为像语音通话、视频会议等要求源主机以恒定的速率发送数据报，允许网络不好的时候丢失一些数据，但不允许有太大的延迟，UDP很适合这种要求。
- TCP协议：是TCP/IP体系中非常复杂的一个协议，面向连接(需要三次握手，四次挥手)、单播（只能端对端的连接）、可靠交付（有大量的机制保护TCP连接数据的可靠性）、全双工通信（允许双方同时发送信息，也是四次挥手的原由）、面向字节流（不保留数据报边界的情况下以字节流的方式进行传输，这也是长连接的由来）、头部开销大（最少20字节）。优点是可靠、稳定、有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，在数据传完之后，还会断开连接用来节约系统资源。缺点是慢，效率低，占用系统资源高，在传递数据之前要先建立连接，这会消耗时间，而且在数据传递时，确认机制、重传机制、拥塞机制等都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接。在要求数据准确、对速度没有硬性要求的场景有很好的表现，比如FTP、HTTP/HTTPS/TCP很适合这种要求
5. 请你说说 OSI 七层模型
- OSI七层模型是一个协议栈，就是为了统一计算机网络标准，方便数据的交换。它自上而下依次为：应用层，管理应用进程间的通信规则。表示层，对数据进行处理。会话层，用来管理进程间的会话。传输层，提供数据的传输服务。网络层，进行逻辑地址的查询。数据链路层，建立节点的连接和信息校验。物理层，负责最底层的数据传输。
- 应用层：应用层是体系结构中的最高层，是应用进程间通信和交互的规则，进程指计算机中运行的程序。也是用户与应用程序之间的一个接口，操作程序（软件，web应用），进而触发更下层的服务。应用层协议有：HTTP、HTTPS、FTP、TFTP、SMTP等
- 表示层：对从应用层获取到的数据报文进行格式处理、安全处理和压缩处理。比如JPEG、ASCII、加密格式等
- 会话层：对当前主机进程和目标主机进程会话的建立、管理和终止行为
- 传输层：对两台主机进程提供数据传输服务。定义了传输数据的进程端口号，负责数据包的排序、差错检验和流量控制。
- 网络层：主要进行逻辑地址查询。协议有：ICMP、IGMP、IP
- 数据链路层：建立相邻节点的逻辑连接，进行逻辑地址寻址、差错检验等。协议有：ARP、RARP、PPP等
- 物理层：数据单位是bit，数据的传输都是通过0/1比特来实现的，负责了最底层的数据传输的建立、传输和断开
