这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第10篇笔记， 本次课主要讲了计算机网络相关知识，包括网络接入，传输等。

一、刷抖音网络是怎么交互的

网络接入--互联网

• 同网段不一定是在同一个物理交换机下，也有可能是用SDN做的虚拟网络

• 同网段如何发包、交互

  • overlay？

网络接入--路由

路由一定是对称的吗

不是？

• 用户A到用户H有很多路可以到达，所以不一定是对称的

路由是工作在那一层的

总体上是IP层，但是动态路由协议本身是传输层的协议。

路由是改的IP地址吗

不是改IP地址，是改MAC地址，IP地址始终不变，路由是为了找中间的路

• 为什么要指定网卡

  • 不指定网卡不知道发包的位置

怎么找到下一层的MAC

ARP协议

网络接入-ARP协议

• 发送广播，目标来响应
• 逻辑同网段才能直接发送ARP
• ARP请求广播，ARP应答单播
• 免费ARP，ARP代理？
  • 局域网里面要新加机器，其他机器往新加的机器发包，效率比较慢，这里会使用免费ARP发包，告诉其他机器这里新增了机器

网络接入--IP协议

• 唯一标识,互联网通用。抖音客户端一个,抖音服务端一个。

• Mac地址不能代替IP地址吗?

  • MAC协议是二层的，有很多遗留的设备不支持MAC协议，要做一个向下兼容，统一起来

• IPv4不够用,一般怎么解决的?

• • IPv6

网络接入--NAT

• 家里路由器怎么上网（本质上就是NAT）

  • 内部用户通过NAT设备，改上网的源地址
  • 家里设备上网，都是使用路由器的IP上网

• 多个内网客户端访问同一个目标地址+端口,源端口恰好一样,冲突了?

  • NAT不仅改IP，也改端口

网络传输--数据包

• 练习：抓包

网络传输--数据发送

网络传输--先请求DNS

网络传输--DNS传输协议UDP

• UDP协议本身相对简单

• UDP用好很难

网络传输--TCP传输

ACK ： 期望下一次接收到的序列号

TCP现有的状态机

• 为什么要是问Timewait

• 丢包怎么办

• 滑动窗口的概念

• 流量控制，拥塞控制

网络传输-HTTP1.1

为什么不用TCP通信

• TCP做的东西已经够多了，HTTP只需要关注业务本身，不需要关注协议怎么实现
• 其实HTTP只是多加了一层规矩，HTTP本质依然是TCP，只是让人更容易理解

网络传输-HTTPS

• 非对称加密
• 确保没有劫持，也确保私钥不泄密

二、网络架构怎么给抖音提质

网络提速-HTTP2.0

• 多路复用：多个图一起请求，一起响应

网络提速-怎么理解多路复用/Stream

• 单个TCP连接阻塞
• 如果TCP丢包怎么办

• • TCP队头阻塞，重传这个包，后面的包都要等待，等重传成功了，后面的才能继续
  • TCP优化：有一个option，只需要提供ACK序列号，只需要重传丢掉的，但是没有本质上解决这个问题

网络提速-QUIC/HTTP3.0

• TCP or UDP？

  • TCP不可插拔，牵一发而动全身，使用UDP

• Kernel or Userspace

  • 如果基于Kernel，考虑不同的操作系统是不是都要实现一遍？推广起来很复杂
  • 因此选择Userspace

• 0 RTT
• 弱网优势

除了协议优化，能不能做路径优化

网络提速-数据中心分布

• 核心机房
• 边缘机房

网络提速-同运营商访问

• 跨运营商访问丢包情况多

网络提速-静态资源路径优化（CDN）

网络提速-动态API（路径优化）

• 找到最优路径

网络稳定--容灾

具体案例一

• 专线：内部机房，没走外网
• 专线不可用走外网

具体案例二：调度容灾

• 把不可用的去掉
• 流量切换之前，要先计算机房B的容量是不是够用，够用的话才会切

具体案例二：调度容灾

云到端-> 主动降级/容灾

• 控制访问地址，主动降级

• 局限性：在web页面访问时时用不了这个，因为这个是针对sdk设计的，无法控制web页面 访问情况

网络容灾案例四

• bug导致app全部crash， 写一个cache做逻辑兜底

没有容灾的故障怎么查

网络稳定--故障排查

网络稳定--故障明确

网络稳定--故障止损

网络稳定--分段排查

网络稳定--故障排查常用命令

总结

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课后作业1

课后作业2

QA

• socket和http的区别

  • socket不是一种协议，而是一个用法
  • 在特定场景下，socket是http的一种实现方式

• 为什么ipv6没有普及，现在办网还是ipv4+nat

  • 现在改造是有风险的，都是走双栈