这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第11篇笔记， 本次课主要讲了计算机网络相关知识，包括域名系统，如何自建DNS服务器，接入HTTPS协议等。
接入问题引入
经典问题:浏览器输入网站域名www.toutiao.com到网页加载出来,都经历了哪些过程?
字节接入框架
企业接入升级打怪之路
域名系统
Host管理
host->ip映射
随着example公司业务规模和员工数量的增长,使用该方式面临诸多问题:
- 流量和负载:用户规模指数级增长 ,文件大小越来越大,统一分发引起较大的网络流量和cpu负载
- 名称冲突:无法保证主机名称的唯一性,同名主机添加导致服务故障
- 时效性:分发靠人工上传,时效性太差昆明马昆明7073马昆明7073未经授权不得
使用域名系统替换Host
-
关于域名空间:
- 域名空间被组织成树形结构
- 域名空间通过划分zone的方式进行分层授权管理
- 全球公共域名空间仅对应一棵树
- 根域名服务器:查询起点
- 域名组成格式: [a-zA-Z0-9_-],以点划分label
- 顶级域gTLD: general Top-level Domains: gov政府.edu教育.com商业.mil军事.org非盈利组织
域名购买和配置迁移
购买二级域名
域名备案：打击不良信息传播
如何开放外部用户访问
如何建设外部网站,提升公司外部影响力?
- 方案:租赁一个外网ip,专用于外部用户访问门户网站,将www.example.com解析到外网ip100.1.2.3,将该ip绑定到一台物理机上,并发布公网route,用于外部用户访问。
自建DNS服务器
问题背景
- 内部域名解析也得去公网获取，效率低
- 外部用户可以看到内网ip，容易被攻击
- 云厂商DNS容易出故障，影响用户体验
- 使用自己的DNS系统
DNS查询过程
命令行: 可以查询dns解析过程
$ dig {$domain} +trace
DNS记录类型
权威DNS系统架构
站在企业角度思考，需要哪几种DNS服务器
权威DNS， LocalDNS（可选）
常见的开源DNS： bind, nsd, knot, coredns
经过研发人员的不断努力, example公司有了自己的权威DNS系统。
接入HTTPS协议
问题背景
对称加密和非对称加密
对称加密：
- 一份秘钥
- 秘钥容易被截获
非对称加密
- 使用公钥和私钥来分别加密解密
SSL的通信流程
证书链
公钥确定是可信的吗，会不会被劫持？
Server端发送是带签名的证书链
Client收到会仍然需要验证
- 是否是可信机构颁布
- 域名是否与实际访问一致
- 检查数字签名是否一致
- 检查证书的有效期
- 检查证书的撤回状态
使用HTTPS
接入全站加速
问题背景
外网访问站点，一定是一帆风顺的吗，可能出现哪些问题？
- 源站容量低,可承载的并发请求数低,容易被打垮
- 报文经过的网络设备越多,出问题的概率越大,丢包、劫持、mtu问题
- 自主选路网络链路长,时延高
解决方案
静态加速CDN
当前访问过程
针对静态文件的优化方式
- 使用CDN静态文件缓存的方式
动态加速DCDN
针对POST等非静态请求等不能在用户边缘缓存的业务，基于智能选路技术，从众多回源线路中择优选择一条线路进行传输
原理
RTT示例:
- 用户到核心: 35ms
- 用户到边缘: 20ms
- 边缘到汇聚: 10ms
- 汇聚到核心: 10ms
常规请求耗时计算:
- Via DCDN: 100ms
-
- 20(TCP)+20*2(TLS)+20+10+10(routine)
-
Direct: 140ms
- 35(TCP)+35*2(TLS)+35(routine)
使用全站加速
四层负载均衡
问题背景
提问:在运营商处租用的100.1.2.3的公网IP,如何在企业内部使用最合理? 怎么尽可能怎么尽可能充分利用和管理有限的公网IP资源
基于IP+端口,利用某种算法将报文转发给某个后端服务器,实现负载均衡地落到后端服务器上。
三个主要功能
- 解耦vip和rs
- NAT： 不做请求处理，只做反向代理
- 防攻击： syn proxy进行攻击拦截
常见算法调度原理
常见的实现方式FULLNAT
RS怎么知道真实的CIP
- 通过TCP Option字段传递，然后通过特殊的内核模块反解
使用四层负载均衡
七层复杂均衡
问题背景
Nginx简介
最灵活的高性能WEB SERVER,应用最广的7层反向代理。
- nginx和apache对比
特点：
- 模块化设计，较好的扩展性和可靠性
- 基于master/worker架构设计
- 支持热部署，在线升级
- 不停机更新配置文件
- 较小内存消耗
- 事件驱动，一部非阻塞，支持aio，mmap（内存映射）
Nginx反向代理示意图
Nginx内部架构
事件驱动模型
异步非阻塞
- 传统服务器:一个进程/线程处理一个连接/请求阻塞模型、依赖OS实现并发
- Nginx:一个进程/线程处理多个连接/请求异步非阻塞模型、减少OS 进程切换
别让OS限制了Nginx性能
优化内核网络参数
