面试题：网络编程之Windows平台Socket安全与异常处理

检测与应对端口扫描

记录连接频率：

在代码中，可以维护一个连接记录的字典，记录每个IP地址的连接时间戳。例如，在Python使用collections.defaultdict：

from collections import defaultdict
connection_timestamps = defaultdict(list)
def handle_connection(client_address):
    current_time = time.time()
    connection_timestamps[client_address].append(current_time)
    if len(connection_timestamps[client_address]) > threshold and current_time - connection_timestamps[client_address][0] < time_window:
        # 判定为端口扫描，进行处理，如封禁IP
        block_ip(client_address)

设置连接速率限制：

使用令牌桶算法来限制连接速率。在C++中可以这样实现：

class TokenBucket {
public:
    TokenBucket(int rate, int capacity) : rate(rate), capacity(capacity), tokens(capacity), last_update(std::chrono::high_resolution_clock::now()) {}
    bool try_consume(int tokens_to_consume) {
        refill();
        if (tokens >= tokens_to_consume) {
            tokens -= tokens_to_consume;
            return true;
        }
        return false;
    }
private:
    void refill() {
        auto now = std::chrono::high_resolution_clock::now();
        std::chrono::duration<double> elapsed = now - last_update;
        int new_tokens = static_cast<int>(elapsed.count() * rate);
        tokens = std::min(tokens + new_tokens, capacity);
        last_update = now;
    }
    int rate;
    int capacity;
    int tokens;
    std::chrono::high_resolution_clock::time_point last_update;
};
TokenBucket bucket(10, 100); // 每秒生成10个令牌，桶容量100
if (!bucket.try_consume(1)) {
    // 连接速率过快，拒绝连接
    close_connection();
}

检测与应对DDoS攻击

流量分析：

统计单位时间内的流量。在Java中，可以这样实现：

long startTime = System.currentTimeMillis();
long totalBytes = 0;
// 在接收数据的方法中累加流量
public void receiveData(byte[] data) {
    totalBytes += data.length;
    long currentTime = System.currentTimeMillis();
    if (currentTime - startTime >= timeInterval) {
        double trafficRate = totalBytes / (currentTime - startTime) * 1000; // 转换为每秒流量
        if (trafficRate > threshold) {
            // 判定为DDoS攻击，采取措施，如封禁IP
            blockIp();
        }
        startTime = currentTime;
        totalBytes = 0;
    }
}

IP信誉系统：

可以使用第三方IP信誉库，如MaxMind GeoIP等。在Node.js中可以结合maxmind库：

const maxmind = require('maxmind');
async function checkIPReputation(ip) {
    const cityResponse = await maxmind.open('GeoLite2-City.mmdb');
    const city = cityResponse.get(ip);
    // 假设信誉库返回结果中有恶意标记字段
    if (city && city.is_malicious) {
        // 封禁IP
        blockIP(ip);
    }
}

重连机制设计

固定时间间隔重连：

在C#中，可以使用System.Timers.Timer实现固定时间间隔重连：

private System.Timers.Timer reconnectTimer;
private void StartReconnectTimer() {
    reconnectTimer = new System.Timers.Timer(5000); // 5秒重连一次
    reconnectTimer.Elapsed += (sender, e) => {
        TryReconnect();
    };
    reconnectTimer.AutoReset = true;
    reconnectTimer.Enabled = true;
}
private void TryReconnect() {
    try {
        // 尝试重新连接Socket
        socket.Connect(serverEndPoint);
        reconnectTimer.Stop();
    } catch (Exception ex) {
        // 重连失败，可记录日志
        Console.WriteLine($"Reconnect failed: {ex.Message}");
    }
}

指数退避重连：

在Python中实现指数退避重连：

import socket
import time
base_delay = 1
max_delay = 30
delay = base_delay
while True:
    try:
        sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        sock.connect((server_ip, server_port))
        # 连接成功，重置延迟
        delay = base_delay
        break
    except socket.error as e:
        print(f"Connection failed: {e}. Retrying in {delay} seconds...")
        time.sleep(delay)
        delay = min(delay * 2, max_delay)

通过以上方法，可以从代码层面检测并应对端口扫描、DDoS等攻击，同时设计健壮的重连机制确保服务的高可用性。

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面试题：网络编程之Windows平台Socket安全与异常处理

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检测与应对端口扫描

检测与应对DDoS攻击

重连机制设计