面试题答案
一键面试网络架构设计
- 分层架构：
- 应用层：负责与用户交互，处理文件的请求、搜索等逻辑。提供简洁易用的接口，方便用户发起文件共享、下载等操作。
- 传输层：采用TCP和UDP结合的方式。对于控制信息，如节点发现、资源索引等，使用TCP保证可靠性；对于大量数据传输，根据网络状况在UDP和TCP之间切换，UDP可提高传输效率，尤其在高带宽、低延迟网络环境下。
- 网络层：支持多种路由协议，如分布式哈希表（DHT）。利用DHT的自组织、自适应特性，高效定位资源所在节点。每个节点负责维护一部分哈希空间，通过哈希算法将文件资源映射到相应节点，减少查找资源的跳数。
- 数据链路层和物理层：对底层网络硬件进行优化配置，如采用高速网卡、优化网络线缆等，确保物理连接的稳定性和高带宽。
- 节点分类与协作：
- 超级节点：选择性能强大、网络稳定的节点作为超级节点。超级节点负责管理一定区域内的普通节点，维护节点列表、资源索引等信息。普通节点定期向超级节点汇报自身资源情况，超级节点协助普通节点进行资源发现和传输。
- 普通节点：负责存储和共享本地文件资源。在网络空闲时，可以作为中继节点，帮助其他节点传输数据，提高网络资源利用率。
数据传输策略
- 分段与并行传输：
- 将大文件分割成多个数据块，每个数据块可以独立传输。同时，从多个节点并行获取不同的数据块，利用多线程或异步I/O技术，提高数据下载速度。例如，下载一个大文件时，可同时从不同节点下载不同的数据块，然后在本地进行组装。
- 在上传时，同样可以将文件分段上传到不同目标节点，提高上传效率。
- 数据预取与缓存：
- 预取：根据用户的历史下载记录和当前网络状况，预测用户可能需要的文件或数据块，并提前进行预取。例如，如果用户经常下载某类文件，系统可在网络空闲时提前预取相关文件的数据块，当用户真正请求时能够快速提供。
- 缓存：在节点本地设置缓存空间，缓存最近访问过的文件或数据块。当再次有相同请求时，可直接从缓存中获取，减少网络传输开销。对于热门文件，缓存可以显著提高响应速度。
- 拥塞控制：
- 在传输层采用拥塞控制算法，如TCP的拥塞窗口机制。当网络出现拥塞时，动态调整发送速率，避免网络进一步拥塞。同时，根据网络反馈信息，如延迟、丢包率等，自适应调整传输策略。例如，当检测到网络丢包率升高时，适当降低发送窗口大小，减少数据发送量。
资源管理
- 资源索引与发现：
- 建立分布式资源索引机制，每个节点维护部分资源索引信息。通过DHT等技术，将文件元数据（如文件名、大小、哈希值等）映射到具体节点。当节点需要查找资源时，通过DHT算法快速定位到拥有该资源索引的节点，获取资源位置信息。
- 支持基于关键字的搜索功能，为文件添加标签或元数据描述，方便用户根据关键字搜索所需文件。在节点间定期同步资源索引更新信息，确保索引的准确性和实时性。
- 存储管理：
- 采用分布式存储策略，将文件分散存储在多个节点上，避免单点故障。同时，为每个文件或数据块创建多个副本，存储在不同地理位置或网络区域的节点上，提高数据的可用性和容错性。
- 实施存储资源监控，实时监测节点的存储容量、可用空间等信息。当某个节点存储资源不足时，自动将部分数据迁移到其他有空闲空间的节点，保证系统整体存储资源的均衡利用。
- 节点管理：
- 建立节点认证与信誉机制，防止恶意节点加入网络。对新加入的节点进行身份验证，只有通过认证的节点才能参与文件共享。同时，根据节点的行为（如上传下载速度、是否提供虚假资源等）为节点打分，信誉低的节点限制其资源访问权限或从网络中剔除。
- 定期检测节点的活跃度，对于长时间不活跃的节点，从节点列表中移除，释放相关资源。同时，为活跃节点提供奖励机制，如更多的网络资源分配、更高的优先级等，鼓励节点积极参与文件共享。