这是我参与「第三届青训营-后端场」笔记创作活动的第4篇笔记。
1. 网络接入协议
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互联网的接入：网络拓扑的整体认知
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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
- 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
课中问题：
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路由是工作在哪一层？ IP层 -
路由是改的IP地址吗？ 路由改的是MAC地址，从而找到发包口
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怎么找到下一跳的路由Mac呢？ 通过ARP协议寻找
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ARP协议：查找下一跳的MAC
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ARP广播/应答：协议原理
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免费ARP：主动广播告知MAC地址
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能够提前判断IP是否有冲突
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ARP代理：虚拟网络/伪造MAC地址
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逻辑同网段才能发送ARP -
ARP请求广播，ARP应答单薄
课中问题：
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MAC地址为什么不能代替IP地址呢？-
为了使不同的协议统一起来
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IPV4不够用，一般如何解决呢？-
除了IPV6还有NAT
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NAT:将多个内部地址映射到一个IP地址进行外部联网
- 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（源地址+端口）
2. 网络传输协议
- 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。
- DNS递归迭代（基于UDP协议）
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UDP
- 协议简单
- 需要考虑可靠性的场景使用复杂
总结：想发什么包，就分配一个UDP头，把payload里面塞数据发出去就好！
课中问题：
- 怎么保证协议可靠呢？
TCP协议
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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
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拔了网线，连接会断吗？ 拔了网线和TCP之间没有强耦合的关系，拔了网线在某些场景未必会断开， 但TCP中途会发包确认连接是否还存在，所以一般情况下，拔了网线就收不到包， 因此就会断开连接 -
为什么要TimeWait？ Timewait可以确保连接正常关闭，防止上一次的packet丢失
- HTTP
- HTTP比TCP好在哪里：方便
- HTTP1.1的优化：长连接是重点
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为什么不直接用tcp呢？ 其实http只是多加了一层规矩，http依然是tcp，只是这个规矩让用户更加清晰， 兼容协议。
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HTTPS
- HTTPS的产生背景：加密/可靠/防劫持
- SSL/TLS握手：非对称加密/对称加密
3. 网络优化
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HTTP2.0
- 多路复用：依然有队头阻塞
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单个TCP连接通道-
如果TCP丢包了怎么办？ 会有队头阻塞，后面的包都需要等待
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QUIC
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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
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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
- 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
- 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。
4. 网络稳定
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对容灾的理解
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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
- 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
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故障排查
- 加强故障沟通-明确故障
- 故障止损要在第一时间做（灾备预案的建设）
- 熟悉常用的故障排查命令
- 常见故障排查命令
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故障排查的具体案例
- 服务端配置异常（健康检查异常）
- 客户端某个例异常（客户端自己配置错误）
- 外部运营商故障
- 复杂故障的排查：需要抓包，具体问题具体分析
