## Linux. Basic

1. Что такое LA? В каких единицах измеряется?
<details>
  <summary>Ответ</summary>
  LA (load average) -- параметр, определяющий среднюю нагрузку на систему за период времени (1 мин, 5 минут, 15 минут). Изменяется в количестве задач на одно ядро процессора. На нагрузку системы также влияет количество задач ввода-вывода и задержка сети. Также влияние на расчета LA оказывает: 1. Технология Hyper-Threading, которая делит одно физическое ядро на 2 логических, 2. Технология Turbo Bust, которая позволяет разгонять тактовую частоту процессора и работать на частоте выше заявленной, т.е. выше номинальной частоты (время на обработку одной задачи уменьшается). 
</details>

2. Что будет если на сервере LA = 100? 
<details>
  <summary>Ответ</summary>
  Вероятно, что на сервере будет наблюдаться замедленная работа сервисов, но если параметр LA равен количеству ядер в системе или количеству потоков в системе, то данная нагрузка является нормальной.
</details>

3. Почему при высоких показателях значения LA на сервере может не наблюдаться проблем (консоль ssh отзывается, сервисы работают в обычном режиме)?
<details>
  <summary>Ответ</summary>

  На параметр нагрузки LA влияет также и ожидание ввода-вывода (параметр *wa* в утилите *top*) в дисков и задержка сети. Данные параметры могут не влиять на работу основных сервисов в системе, но учитываются при расчете общей нагрузки на систему. 

</details>

4. Представлен вывод команды *top*. Что означает каждая запись в выводе?
   ```
   top - 21:29:24 up 14:18,  1 user,  load average: 0,78, 1,48,   1,10
   Tasks: 277 total,   3 running, 274 sleeping,   0 stopped,      0 zombie
   %Cpu(s): 12,4 us,  2,5 sy,  0,1 ni, 84,8 id,  0,1 wa,  0,0   hi,  0,1 si,  0,0 st
   KiB Mem :  7106404 total,   306972 free,  3127144 used,    3672288 buff/cache
   KiB Swap:  8191996 total,  8191996 free,        0 used.    3270520 avail Mem 
   ```

<details>
  <summary>Ответ</summary>

*top* - название утилиты.

*21:29:24* - текущее время системы.

*up 14:18* - сколько часов:минут система работает с момента последнего запуска.

*1 user* - количество пользователей авторизованных в системе.

*load average: 0,78, 1,48, 1,10* - параметр средней нагрузки на систему за период времени 1 минута, 5 минут, 15 минут.

*277 total* - всего процессов в системе.

*3 running* - количество процессов в работе.

*274 sleeping* - количество процессов в состоянии sleeping: ожидает какого-либо события или сигнала.

*0 stopped* - количество приостановленных процессов сигналом STOP или выполнением трассировки.

*0 zombie* - количество зомби-процессов, которые завершили своё выполнение, но присутствующие в системе, чтобы дать родительскому процессу считать свой код завершения.

| Параметр | Описание |
|-------------------------------|------------------------------------------------------------------------------------------------|
| us (user) | Использование процессора пользовательским процессами |
| sy (system) | Использование процессора системным процессами |
| ni (nice) | Использование процессора процессами с измененным приоритетом с помощью команды nice |
| id (idle) | Простой процессора. Можно сказать, что это свободные ресурсы |
| wa (IO-wait) | Говорит о простое, связанным с вводом/выводом |
| hi (hardware interrupts) | Показывает сколько процессорного времени было потрачено на обслуживание аппаратного прерывания |
| si (software interrupts) | Показывает сколько процессорного времени было потрачено на обслуживание софтверного прерывания |
| st (stolen by the hypervisor) | Показывает сколько процессорного времени было «украдено» гипервизором |

KiB Mem - количество оперативной памяти в кибибайтах (кратно 1024):
*7106404 total* -- всего доступно оперативной памяти в системе,
*306972 free* -- свободно оперативной памяти для использования,
*3127144 used* -- использовано оперативной памяти,
*3672288 buff/cache* -- буферизовано/закешировано оперативной памяти.

*KiB Swap* - количество swap-памяти в кибибайтах (кратно 1024), которые выделено на диске:
*8191996 total* - всего выделено swap-памяти,
*8191996 free* - свободно swap-памяти
*0 used* - использовано swap-памяти,
*3270520 avail Mem* - доступно для использования swap-памяти.

</details>

5. Как в утилите top в Linux посмотреть нагрузку на каждое ядро процессора?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

  В утилите top нажать `1`, чтобы отобразить все ядра в системе.

</details>

6. Как в утилите top в Linux посмотреть какой командой был запущен процесс?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

  В утилите top нажать `c`, чтобы отобразить команды, которыми были запущены процессы.

</details>

6. Как происходит HTTPS соединение?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Когда вы вводите адрес сайта в браузере, он спрашивает у сервера, установлен ли для сайта сертификат. В ответ сервер отправляет общую информацию об SSL-сертификате и публичный ключ, то есть сам сертификат. Браузер сверяет информацию со списком авторизованных центров сертификации. Если всё в порядке, браузер генерирует сеансовый ключ, зашифровывает его публичным ключом и отправляет на сервер. Сервер расшифровывает сообщение и сохраняет сеансовый ключ. После этого между браузером и сайтом устанавливается безопасное соединение через протокол HTTPS.

![https-process](imgs/https.png)

</details>

7. Чем отличается TCP от UDP? Что лучше?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

TCP – транспортный протокол передачи данных в сетях TCP/IP, предназначен для управления передачей данных интернета. Пакеты в TCP называются сегментами.
Ориентирован на соединение, используется для передачи данных (электронная почта, файлы, сообщения). При определении потери пакетов будет выполнен перезапрос потерянных пакетов.

UDP – транспортный протокол, передающий сообщения-датаграммы без необходимости установки соединения в IP-сети. Не ориентирован на установление соединения, используется в потоковой передаче данных (IPTV, VoIP). При потере пакетов перезапроса потерянных пакетов не происходит.

Нельзя сказать, что TCP лучше UDP, т.к. данные транспортные протоколы используются для различных типов передачи трафика.

</details>

8. Как происходит соединение TCP?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

![TCP_Handshake](imgs/tcp-connection.png)

1. Клиент, который намеревается установить соединение, посылает серверу сегмент с номером последовательности и флагом SYN.
Дальнейший алгоритм:
Сервер получает сегмент, запоминает номер последовательности и пытается создать сокет (буферы и управляющие структуры памяти) для обслуживания нового клиента;
В случае успеха сервер посылает клиенту сегмент с номером последовательности и флагами SYN и ACK, и переходит в состояние SYN-RECEIVED;
​В случае неудачи сервер посылает клиенту сегмент с флагом RST.
2. Если клиент получает сегмент с флагом SYN, то он запоминает номер последовательности и посылает сегмент с флагом ACK.
Дальнейший алгоритм:
Если он одновременно получает и флаг ACK (что обычно и происходит), то он переходит в состояние ESTABLISHED;
Если клиент получает сегмент с флагом RST, то он прекращает попытки соединиться;
Если клиент не получает ответа в течение 10 секунд, то он повторяет процесс соединения заново.

3. Если сервер в состоянии SYN-RECEIVED получает сегмент с флагом ACK, то он переходит в состояние ESTABLISHED.
В противном случае после тайм-аута он закрывает сокет и переходит в состояние CLOSED.
Процесс называется «трёхэтапным рукопожатием» (англ. three way handshake), так как несмотря на то что возможен процесс установления соединения с использованием четырёх сегментов (SYN в сторону сервера, ACK в сторону клиента, SYN в сторону клиента, ACK в сторону сервера), на практике для экономии времени используется три сегмента.

</details>

9. Какие стандартные коды ответов есть у веб-серверов?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

 - 1XX — информационные коды. Они отвечают за процесс передачи данных. Это временные коды, они информируют о том, что запрос принят и обработка будет продолжаться.
 - 2XX — успешная обработка. Запрос был получен и успешно обработан сервером.
 - 3XX — перенаправление (редирект). Эти ответы сервера гласят, что нужно предпринять дальнейшие действия для выполнения запроса. Например, сделать запрос по другому адресу.
 - 4XX — ошибка пользователя. Это значит, что запрос не может быть выполнен по его вине.
 - 5XX — ошибка сервера. Эти коды возникают из-за ошибок на стороне сервера. В данном случае пользователь всё сделал правильно, но сервер не может выполнить запрос. Для кодов этого класса сервер обязательно показывает сообщение, что не может обработать запрос и по какой причине.

</details>

10. Какие существуют основные типы запросов HTTP?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Два наиболее часто используемых видов HTTP запросов это: GET и POST.

GET - запрашивает данные с определенного ресурса (сайта).
POST - отправляет данные на сервер для последующей их обработки.

Особенности GET запроса:
 - Может быть закэширован
 - Остается в истории браузера
 - Может быть закладкой в браузере
 - Не должен использоваться при работе с крайне важными данными
 - Имеет ограниченную длину
 - Должен применяться только для получения данных

Особенности POST запроса:
 - Не кэшируется
 - Не может быть закладкой в браузере
 - Не остаётся в истории браузера
 - Нет ограничений по длине запроса

| Заголовок | Описание |
|-----------|---------------------------------------------------------------------------------------------|
| HEAD | Тоже самое что GET, однако возвращает только HTTP заголовки и не возвращает тело документа. |
| DELETE | Удаляет определенный ресурс. |
| PUT | Загружает представление определенного URI. |
| OPTIONS | Возвращает список видов запросов, поддерживаемых веб-сервером. |
| CONNECT | Создает прозрачный TCP/IP туннель для передачи запросов. |

</details>

11. Где хранятся имена файлов/директорий?
<details>
  <summary>Ответ</summary>

 - Inodes не содержат имён файлов, только другие метаданные файла. 
 - Каталоги Unix представляют собой списки ассоциативных структур, каждая из которых содержит одно имя файла и один номер индекса.
 - Драйвер файловой системы должен найти каталог, ищущий определенное имя файла, а затем преобразовать имя файла в правильный соответствующий номер индекса.

Таким образом имя файла/директории хранится в информационной структуре каталов.
![Структура каталогов](imgs/inf_struct_catalogs.gif)

</details>

12. Как удалить файл с именем `-rf`?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

```
rm ./-rf
```

</details>

13. Как посмотреть описание дискриптора? Как посмотреть время последней модификации файла?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Посмотреть полную информацию по дискриптору возможно командой `stat <path_to_file>`.
Время модификации:
```
stat --format=%y dira
```

</details>

14. Для чего нужна переменная окружения PATH?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Переменная окружения PATH содержит абсолютные пути директорий, в которых производится поиск исполняемых файлов при вводе команд

</details>

15. Как посмотреть нагрузку на диски?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Установить утилиту `sysstat`, проверить нагрузку на диски `iostat -xtc`.

</details>

16. Клиент пишет, что заходит на свой сайт и он к нему подключается через раз. Что делать, что спрашивать от клиента? 

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Необходимо спросить у клиента какую ошибку он наблюдает при неудачном запросе сайта, в какое время. Если проблема периодическая, то возможно проблема на стороне провайдера клиента. Необходимо запросить у клиента анализ сети с помощью утилит `traceroute`, `mtr` с того узла, где он наблюдает проблему и до сайта

</details>

17. Что такое 127.0.0.1 адрес? Для чего нужен?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

127.0.0.1 адрес или localhost доменное имя, а также зарезервированная сеть 127.0.0.1/8 частных IP адресов предназначены для тестирования программы на той же физической машине, где она запускается.

Использование адреса 127.0.0.1 позволяет устанавливать соединение и передавать информацию для программ-серверов, работающих на том же компьютере, что и программа-клиент, независимо от конфигурации аппаратных сетевых средств компьютера (не требуется сетевая карта, модем, и прочее коммуникационное оборудование, интерфейс реализуется при помощи драйвера псевдоустройства в ядре операционной системы)

Так же адрес 127.0.0.1 устанавливается для запрета доступа к сервису из внешней сети. Например: 
```
docker run -d -p 127.0.0.1:3306:3306 mysql
```

</details>

18. Что такое файл в понятиях Unix-like операцинных системах?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Файлы - это объекты, в которые мы записываем информацию и наши данные, исполняемые файлы, но кроме этих привычных нам понятий здесь есть файлы специального назначения - файлы устройств, файлы туннелей, сокетов и многое другое.

Типы файлов в Linux:
- Обычные файлы, для хранения информации;
- Специальные файлы - для устройств и туннелей;
- Директории.

</details>

19. Что такое RAID? Какие массивы бывают?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

RAID (Redundant Array of Independent Disks) - избыточный массив независимых дисков, технология виртуализации данных для объединения нескольких физических дисковых устройств в логический модуль для повышения отказоустойчивости и производительности.

В зависимости от количества дисков и класса отказоустойчивости существуют следующие основные типы RAID:
RAID 0:
RAID 1:
RAID 5:
RAID 6:
RAID 10:

</details>

20. При каком количестве одновременно вышедших из строя дисков обеспечивает работоспособность RAID 6?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

2 диска.

</details>

21. В чем разница между объявлением переменной `export VAR="VALUE"` и `VAR="VALUE"` в bash?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

При объявлении переменной через export - переменная будет доступна в любых других процессах, при обычном объявлении переменной - переменная будет доступна только в запущенном процессе.

</details>

22. Как остановить выполнение скрипта в bash при возникновении ошибки в команде?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Команда `set -e` завершит скрипт с ошибкой, в случае, если в нижеследующем bash коде будет обнаружена ошибка. По-умолчанию bash скрипт продолжает работу, если в ходе выполнения возникла ошибка.

</details>

23. Что в bash скрипте означает команда `set -euo pipefail`?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Команда `set` устанавливает аттрибуты оболочки с опеределенных опций.
Опция `-e` - означает, что скрипт будет остановлен, когда произойдет ошибка в ходе его выполнения.
Опция `-u` - означает, что скрипт будет остановлен, если в ходе скрипта, будет обнаружена переменная, которая не определена.
Опция `-o pipefail` - означает, что скрипт будет остановлен, если в ходе пайплайна команд будет выявлена ошибка. 

</details>

24. Как активировать debug режим в bash?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Команда `set -x` в начале скрипта активирует вывод в консоль debug информации.

</details>

25. Что значит `$@` в bash?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

`$@` - все параметры переданные скрипту.

</details>

26. Какой код сигнала будет выполнен при исполнении команды `kill <PID>`?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Сигнал SIGTERM (код 15) - это сигнал по-умолчанию отправляемый при вызове команды kill. Это указывает процессу на завершение работы и обычно считается сигналом для использования при чистом завершении работы.

</details>

27. Как выполнить фильтрацию вывода команды, чтобы на экран были выведены только ошибки (STDERR), игнорируя STDOUT?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

```
cmd 2>&1 >/dev/null | grep pattern
```

</details>

28. Какую команду необходимо выполнить, чтобы посмотреть какие пользователи вошли в систему в систему?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Команда `w` покажет список пользователей, которые вошли на сервер.

</details>

29. Какой файл необходимо отредактировать, чтобы отключить ssh аутентификацию по паролю?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Необходимо редактировать файл `/etc/ssh/sshd_config`, отвечающий за конфигурацию сервиса ssh.

</details>

30. В каком файле находится информация о смонтированных каталогах в файловую систсему?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Файл `/etc/fstab` содержит информацию о смонтированных каталогах в файловую систему. 

</details>

31. Что выведет команда `cat a` и почему?
```
mkdir /tmp/abc
cd /tmp/abc
ls >a 2>b
cat a
```

<details>
  <summary>Ответ</summary>

`cat a` выведет
```
a
b
```
Обработка команды идёт справа налево. Сначала создается файл *b*, потом создается файл *a*, команда `ls` отображает список файлов в текущей директории (файлы *a* и *b* уже созданы) в одну колонну и перенаправляет стандартный поток вывода (`>`) в файл *a*, а стандартный поток ошибок `2` в файл *b*. 

</details>

32. Какой транспортный протокол использует DNS? В каком случае DNS работает по UDP, а в каком по TCP?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

Все реализации DNS серверов должны поддерживать использование обоих протоколов транспортного уровня (TCP и UDP). Большинство DNS-запросов будет обрабатываться с использованием протокола UDP, исключение составляют трансфер зоны (Query type AXFR) и ответы сервера, превышающие 512 байт на одно сообщение. На вопрос "зачем?" ответ простой -- чтобы не использовались для DDoS.

</details>

33. В bash-скрипте указан аттрибут оболочки `set -x`. В одной из команд происходит ошибка и скрипт завершает свою работу. Как сделать, чтобы при возникновении ошибки в определенной команде скрипт продолжил свою работу?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

1 вариант: указать `|| true` после выполнения команды с ошибкой.
```sh
<command with error> || true
```

2 вариант: до выполнения данной команды указать `set +e` для игнорирования ошибок, начиная со следующей строки и после выполнения команды указать `set -e` для завершения работы скрипта в случае ошибки, начиная со следующей строки.
```sh
set -e
<command 1>
<command 2>
set +e
<command 3 wih error>
set -e
```

</details>

34. Сколько адресов в следующих подсетях?
```
192.168.5.0/24
192.168.5.0/23
192.168.5.0/19
```

<details>
  <summary>Ответ</summary>

192.168.5.0/24 - 254 хостов (+1 адрес сети, +1 broadcast)
192.168.5.0/23 - 510 хостов (+1 адрес сети, +1 broadcast)
192.168.5.0/19 - 8190 хостов (+1 адрес сети, +1 broadcast)

</details>

35. Что такое протокол IP?

<details>
  <summary>Ответ</summary>

IP (Internet Protocol) - протокол сетевого уровня стека TCP/IP.

Основной задачей протокола является доставка датаграмм между хостами сетей TCP/IP через произвольное число промежуточных узлов (маршрутизаторов).

Функции, реализуемые IP:
- Основа передачи данных.
- Адресация.
- Маршрутизация.
- Фрагментация датаграмм.
Протокол IP не гарантирует надежной доставки пакета: пакеты могут прийти в неправильном порядке, пакет может быть утерян, пакет может продублироваться или оказаться поврежденным. За надежность доставки пакетов отвечают протоколы транспортного уровня.

На данный момент наиболее распространена четвертая версия протокола (IPv4), однако ведутся активные работы по внедрению более совершенного IPv6.

</details>

