这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第6篇笔记
课程依赖
老师介绍
抖音：大概哪些协议交互，
应用层：DNS域名解析，图片下载：http，动态评论：泛http
互联网
网络：lastmile，网络容易出现丢包和拥塞的问题，这是无线网的问题
路由
逻辑性联通，分为同网段和跨网段，同网段也有路由
同网段中间有个中转设备（集线器，三层交换机ip层）
当下流行的就是SDN，把网络虚拟化
发包和交互？如何在同网段发包？改一下目标ip的mac即可
配置默认路由，定义网关，去跨网段
Q：路由是否对称？
比如说，可以绕路走，不一定来回就是对称的
Q：路由在哪一层协议？
IP层？路由协议不一定在ip层，ospf（传输层）bgp，只是基于tcp做的，可能用的路由需要四层去交互的
Q：路由是改ip地址吗？
路由不是改ip地址，是改mac地址，目标ip地址是不变的，如果是一个路由，找到下一跳为了告诉你二层交换是往那个mac去发，去做arb请求，问254你的mac地址是多少，目标mac直接改成路由的mac，然后问右边的，然后知道mac地址从而转发。
源IP地址和⽬标IP地址在传输过程中是不会变化的，只有源 MAC 地址和⽬标 MAC ⼀直在变化。
ARP协议
先找路由，然后修改mac地址，指定网卡port（原因：内核发包是以网卡为单位的）
逻辑同网段才能发送ARP，一条一条找到mac地址
广播不能跨网段
免费arp？
新增服务器，不用请求就能知道arp地址，局域网加了机器，其他机器给他发包较慢，一般会发送免费arp的东西，源地址目标地址会做修改，发出去，刷新一下就能知道了
ipv6类似免费arp，新增了ip之后，发送一种类似免费arp协议的信息，防止ip冲突的问题。
arp代理：劫持一个arp请求，发往另一个地方，发送arp的时候，抢先应答，中介作用，存所有ip和mac地址对的地方，扩充边界
代理ARP就是将一个主机“作为”另一个主机对收到的ARP请求进行应答。它能使得在不影响路由表的情况下添加一个新的Router，使得子网对该主机来说变得更透明化
IP协议
Q1回答：mac协议，是二层的最基础的，二层的协议有很多，终端的设备已经接入网络，但是不是mac协议，改怎么发呢？提现了向下兼容的问题，ip把不同二层网络进行统一，解决了这个问题
Q2回答：ipv6扩充，用NAT
NAT
用nat的设备，多个内网客户端访问同一个目标?
NAT是ip+端口改变，客户端改了端口访问即可
- 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
数据包
抓包从下网上看，抓的dns协议
传输时发的包，通过封装的概念，发的包表示实在的负载信息，按层封装
应用端绑定一个socket发，最底下的箭头，时一个很复杂的拓扑
先请求DNS
通过DNS把网站名映射目标ip地址，递归迭代，发出的请求时递归请求，先请求根，再请求com，再请求服务器
DNS的传输协议UDP
UDP传输视频流，需要考虑发多少，mtu传输有限，这些问题的产生需要去做一遍tcp了
TCP三次握手
连接就是保证一个tcp连接的状态
拔了网线，连接状态存在，假设TCP有探活，保持就保持连接，有时会断开
三次握手的事情
1.协商双方的序列号 2.确保对方已建立连接 3.防止复用历史连接
tcp分段正常？ 通过用同步序号、双方确认对方和自己是否发送接收正常 MSS类似MTU
MSS在什么场景下确认？三次握手后确认
三次确认后怎么去确认mss？TCP option字段，和server端一样，取最小值mss，和时间戳也会做一些交互。很多option在三次握手做了交互
tcpdump抓包，wireshark就是分析的
以左边为例，2行：ACK表示期望下次SEQ 的序列号,
为什么老问timewait？
确保连接正常关闭，防止前一次ack丢失
字段timewait recyle，
太多timewait不太好
丢包怎么办？
重传，根据ack的机制
滑动窗口和流量控制需要后期掌握
网络传输协议
tcp负责的内容本身就够多了，兼容协议，实现断电传输
tcp编程很麻烦，http/1.1去关注代码本身，规定了交互原则
客户端不显示劫持的网站，
窃听基础就是非对称握手
对称加密算法，最上面那个图，假如是拼音加密算法，那就知道了
非对称加密：把对称加密的算法也加密起来，自己用随机数把加密算法封装，只有协商才能知道，盒子该怎么做呢？需要有一个第三方的CA，机构认证做基础，颁发公钥，需要第三方CA可信
本次课是从下网上讲的
网络架构怎么给抖音提质
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HTTP2.0
- 多路复用：依然有队头阻塞
理解一下什么是多路复用，可以有多个http请求，http2是一个stream，并行的访问tcp通道，
tcp丢包？对头阻塞，会全部重传，要等重传成功之后才能发送。丢包对于多路复用就不能实施了。
tcp有个option会有一个方法，针对ack序列号，本质没有解决问题。
QUIC网络提速
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
类似session共享 弱网传输的优势。
路径优化算法：cdn，最短路径，p2p
数据中心
服务器机房
- 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
解析相同客户端
客户端最靠近的服务器，里面做一些缓存，如果要访问，先查有没有别人访问过的进行缓存
动态api
接口是变的，就用路径优化，通过算法访问
专线：内部的没有走internet，做的核心交换器做了物理链接。外网在机房以外的。微服务跨机房调用，专线不可用就走外网容灾。
全局容灾系统，- 单机房接入节点故障：DNS容灾，摘除故障的节点-字节GTM系统
不仅仅简单切换，探测故障感知，把流量切到机房b之前，受否够重载才能切流量
sdk发现有问题，让你的端别去访问机房，防止雪崩问题。
什么时候用不了云控？用户不让执行某些命令，里面sdk不受控制的。还有就是假设web服务器访问字节搜索，通过浏览器取访问业务。是不好做容灾，
假设服务器到代码不通了，可以做一层cache，当我发现不通的时候，去响应缓存的结果。
故障排查
一定要沟通什么问题，什么接口故障
不是去找代码，首先是止损。
抓包，发现网络fast-发包，默认路由是对称的，回包的时候目标mac回mac就有问题
课后总结
Q & A
Q：在做公有云项目时如何去做用户的行为管理 更为高效呢，比如挖矿等。 A: 管理自己合法的行为，用户需要自己控制
Q:socket和http的区别 A:socket是一个用法，用一个套接字来使用，http常见nginx，的server框架，底层都是用socket套接字实现的，socket是一种实现方式，把udp，tcp的介入给你
Q：http3.0的优化方向有哪些?想简要了解一下quic A：多路复用对头阻塞，https加密的地方，
Q：老师可以讲一下iptables和ipvs吗？
A：特定端口的包drop是利用iptables
ipvs是国内linux核的模块，做到负载均衡，类似路由器
Q：为什么ipv6没有普及，现在办网还是ipv4+nat，是运营商故意的吗 A：一个服务器是用ipv4接入的，改造会有风险，ipv4和ipv6走双站
Q:请问websocket相比于http2、http3还有哪些优势吗，采用websocket更有优势的应用场景有哪些 A：这个几个协议有各自场景优势，http3是有可代替性的，rpc的协议需要保持长连接的场景，又要做外网访问，底层基于websocket封装rpc
Q:拆包和封包在八股上能说，但是实际运用的场景和处理方式方便介绍一下吗？
A:linux核心发包，调http然后socket，然后调用kernel，发包的时候相关的数据写道kernel，然后一层层封装，http是应用层，在tcp层填充上，然后一直往下封装
收包，kernel收包，把二层拆下来，识别mac，然后拆ip，拆tcpudp，然后拆发到业务层
Q:有些博客说kafka属于传输层 有些说属于应用层 但不变的是kafka基于tcp 请问协议的层次划分到底是根据什么 A:所有的在tcp，udp以上理解为应用层，只要协议是基于tcp啥的，就是应用层协议
Q:想了解一下linux bridge ovs等虚拟机桥接网络的内容。 A:云计算基础网络虚拟化的东西，虚拟机的网络定义问题，怎么虚拟化的交换机，虚拟的网卡的东西怎么连的就是基于bridge ovs
Q:用户态socket和内核态socket的区别是什么 A：内核sock和用户态socket是两种东西，用户态socket是为了和内核通信。是基于文件的方式做的
Q:我在k8s中没有使用ingress而是使用nodeport+nginx做的代理 请问这样会有什么问题吗？ A：没有问题，实际应用中没有做ingress。本质上所有架构都是有优势和劣势
Q:内网穿透fTp理论上是否安全 为什么很多公司禁止使用 A：和ssh一起用的，ssh是一个登录的协议，登上服务器就会出事了，所以不允许
