面试题答案
一键面试1. 网络拓扑发现
- 分布式探测：采用基于洪泛的分布式拓扑探测机制。每个节点定期向其直接邻居发送拓扑探测消息，消息包含节点自身的标识和一跳可达信息。邻居节点收到消息后，更新自己的拓扑信息，并再次向其邻居转发，同时避免重复转发已接收过的消息（通过消息ID或类似机制）。这样，随着消息在网络中的传播，每个节点都能逐渐构建出整个网络拓扑的局部视图。
- 主动与被动结合：除了主动探测，节点还应被动监听网络中的其他流量，从中获取关于新节点加入或离开的信息。例如，当一个新节点发送广播式的“Hello”消息时，监听节点可以据此更新拓扑。
2. 路由计算
- 基于链路状态和负载的算法：在传统的链路状态路由算法（如OSPF）基础上进行改进。不仅考虑链路的带宽、延迟等静态属性，还动态监测链路的实时负载情况。可以为每条链路设置一个综合权重，权重计算公式为：
权重 = 基础权重（基于带宽、延迟等） + 负载系数 * 当前负载。负载系数根据网络的实际情况进行调整，以平衡链路固有属性和实时负载对路由的影响。 - 分层路由：将网络划分为多个层次。高层路由负责处理不同区域间的路由，基于区域的汇总信息进行计算；底层路由负责区域内部的路由，使用更详细的拓扑和负载信息。这种分层结构可以减少路由计算的复杂度，尤其是在大规模网络中。
3. 拥塞控制
- 端到端与逐跳相结合：在端到端层面，采用基于窗口的拥塞控制机制，如TCP的拥塞控制算法变种。发送端根据网络反馈（如ACK延迟、丢包等）动态调整发送窗口大小。在逐跳层面，每个中间节点根据自身队列的占用情况，向发送端发送拥塞指示消息（如ECN - Explicit Congestion Notification）。发送端收到拥塞指示后，进一步降低发送速率。
- 自适应资源分配：节点根据实时的网络负载情况，动态调整其分配给不同业务流的资源（如带宽）。可以采用智能的调度算法，如加权公平队列（WFQ），根据业务流的优先级和当前网络拥塞程度，合理分配带宽资源。
4. 高并发下的稳定性和性能保证
- 异步处理：在非阻塞Socket编程环境下，利用异步I/O操作处理网络消息。这样，节点在等待I/O操作完成时可以继续处理其他任务，提高系统的并发处理能力。例如，使用事件驱动的编程模型，当有新的网络消息到达或I/O操作完成时，触发相应的事件处理函数。
- 缓存与预取：为了减少网络延迟对系统性能的影响，节点可以在本地设置缓存。对于频繁访问的路由信息和数据，可以进行预取并存储在缓存中。当需要使用时，优先从缓存中获取，减少对网络的依赖。同时，设置合理的缓存更新策略，确保缓存数据的一致性。
- 负载均衡：在节点层面，采用负载均衡技术将接收到的请求均匀分配到多个处理单元（如线程或进程）上。可以使用基于哈希的负载均衡算法，根据请求的某些特征（如源IP、目的IP等）将请求映射到不同的处理单元，避免单个处理单元成为性能瓶颈。
- 容错与恢复：设计系统具备容错能力，当某个节点或链路出现故障时，能够快速检测并进行恢复。通过定期的心跳检测机制，节点可以及时发现邻居节点的故障。一旦检测到故障，立即重新计算路由，并向其他节点广播拓扑变化信息，确保网络的连通性和稳定性。