这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第7篇笔记

引言

思考：为了让抖音工作，网络需要哪些交互？

1. 刷抖音网络是怎么交互的

网络连接
网络传输

1.1 网络接入-互联网

互联网的接入：网络拓扑的整体认知

1.2 网络接入-路由

路由发包原理：

同网段：配置网段即可默认添加静态路由。获取对端MAC直接发包

跨网段：配置网关路由。获取网关MAC地址发包

路由改MAC地址，不改IP地址。

动态路由：BGP/OSPF等，路由表在动态变化
路由是网状的，不一定是对称的

1.3 网络接入-ARP协议

ARP广播/应答：协议原理
免费ARP：主动广播告知MAC地址
ARP代理：虚拟网络/伪造MAC地址
ARP本质上是寻找下一跳的MAC，不是请求目标地址！

1.4 网络接入-IP协议

IPv4：互联网终端节点的唯一标识
IPv6：不仅仅是IP地址长度的增加

1.5 网络接入-NAT

NAT上网：家用路由器
NAT出网：机房内网主机上外网
NAT原理：注意不仅仅是源地址变换，源端口/校验和/SEQ等都会变化

1.6 网络传输-数据包

数据包：本质上是一段内存，里面存储的内存是有序的，一般是按照TCP/IP的多层协议去封装。拆包/封包都是按照协议去写内存/读内存。

一层层封装

1.7 网络传输-现请求DNS

DNS递归迭代

1.8 网络传输-DNS的传输协议UDP

UDP

协议简单
需要考虑可靠性的场景使用复杂

1.9 网络传输-TCP三次握手

TCP

三次握手：确认传输的序列号/MSS/Option字段，建立连接
TCP连接：是一个虚拟的概念，本质上两倍维持一段内存，记录连接状态，就是session
TCP传输：理解sequence number/acknowledge number
丢包重传：理解丢包怎么感知并重传，理解快速重传发生在什么时候
滑动窗口：课后自学
流量控制：课后自学

1.10 网络传输-HTTP/HTTP1.1

HTTP比TCP好在哪里：方便
HTTP1.1的优化：长连接是重点

1.11 网络传输-HTTPS

HTTPS的产生背景：加密/可靠/防劫持。HTTPS解密后仍然是HTTP

1.12 网络传输-SSL/TLS握手

SSL/TLS握手：非对称加密/对称加密

2. 网络架构怎么给抖音提质

网络提速
网络稳定

2.1 网络提速-HTTP2.0

多路复用：依然有队头阻塞（如果丢包了）

2.2 网络提速-怎么理解多路复用/stream

2.3 网络提速-QUIC/HTTP3.0

QUIC的产生背景和背后思考：
- 为什么在用户态实现？内核的更新迭代频率较低，不好推广
- 为什么用UDP？TCP的队头阻塞问题不好解决，推倒重来&复用所有操作系统基本都支持的底层协议

2.4 网络提速-数据中心建设

多运营商接入：同运营商内部访问，避免跨运营商的流量
有边缘机房/汇聚机房/中心机房

2.5 网络提速-同运营商访问

2.6 网络提速-静态资源(图片视频)路径优化(CDN)

CDN静态缓存系统：边缘机房的建设，优先访问边缘机房，缓存命中视频/图片等静态内容

2.7 网络提速-动态API (播放/评论接口)路径优化( DSA）

DSA动态加速系统：分四层/七层动态加速。核心在于利用可控节点做路径探测和规划。

因此我们要加强网络稳定

2.8 网络稳定-容灾概念

对容灾的理解

网络容灾的具体案例
- 机房专线故障：环路容灾，避免某条专线故障导致机房孤岛问题（专线是连接各个机房的网络物理路径）
- 单机房接入节点故障：DNS容灾，摘除故障的节点-字节GTM系统
- 云控容灾：云端交互，服务器/云上下发命令到终端-字节TNC系统
场景局限性（web界面用不了）
- cache容灾：源站不可用，降级到之前的缓存内容-字节TLB/ByteCDN等系统的容灾建设