这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的第1篇笔记

打开抖音会发生什么

• 客户端向Local DNS发送递归请求，请求内容为www.douyin.com

• 假设Local DNS服务器无缓存机制

  • 向根服务器发送迭代请求，请求内容为www.douyin.com ；得到com.对应dns服务器的ip地址
  • 向顶级域名服务器发送迭代请求，请求内容为www.douyin.com ；得到toutiao.com.对应dns服务器的ip地址
  • 向权威服务器发送迭代请求，请求内容www.douyin.com ；得到CNAME记录www.toutiao.com.bytedns1.com.
  • 向权威服务器继续发送迭代请求，请求内容为www.toutiao.com.bytedns1.com ；得到CNAME记录www.toutiao.com.w.kunluncan.com
  • 向权威服务器继续发送迭代请求，请求内容为www.toutiao.com.w.kunluncan.com ；AUTHORITY数量为0，说明不是最终的权威服务器
  • 向顶级域名服务器重新发送迭代请求，请求内容为www.toutiao.com.w.kunluncan.com ；得到kunluncan.com.对应dns服务器的ip地址
  • 向次级域名服务器发送迭代请求，请求内容为www.toutiao.com.w.kunluncan.com ；得到w.kunluncan.com.对应dns服务器的ip地址
  • 向最终的权威服务器发送迭代请求，请求内容为www.toutiao.com.w.kunluncan.com ；得到A或AAAA类型记录

• 客户端向得到的IP发送TCP报文建立连接

  • 客户端向服务端发送[SYN]报文请求建立连接
  • 服务端向客户端发送[SYN ACK]报文同意建立连接
  • 客户端向服务端发送[ACK]报文确认建立连接

• 客户端向网关发送HTTP请求报文

  • 如果用户请求的是视频/图片等静态资源，命中CDN缓存时边缘机房会直接返回资源，未命中时边缘机房从核心机房将资源取回并缓存
  • 如果用户请求的是POST等非静态请求，DCDN会利用可控节点做路径探测和规划从而选择最优传输链路

• HTTP报文对于TCP来说只是payload，TCP报文对IP来说也是payload

• 路由器通过查表确定目标IP的下一跳，将源MAC修改为自己的物理地址，将目标MAC修改为下一跳的物理地址

• 报文在经过四层负载和七层负载转发后最终到达后端服务器。

附录

设备	位置	功能
集线器	物理层	中继，让其链接的设备工作在同一网段
桥接器	数据链路层	网络桥接，将多个网段在数据链路层连接起来
交换机	数据链路层	依据MAC地址在第二层转发网络帧
路由器	网络层	路由，决定数据包传输的路径；转发，将数据包从输入端移送到输出端

课后作业

课后作业1- UDP socket 实现 ack，感知丢包重传

1. 学会 UDP socket 编程

2. 先从简单的 ack 学习，客户端等待 ack 再发包

3. 什么时候客户端认为是丢包？

4. 重传怎么考虑效率？

5. 能不能不阻塞只穿丢掉的中间的段？

课后作业2- 三台同网段内的服务器，模拟实现一个路由器

用户态 socket 编程实现简易 route 软件

1. 收到指定的包后，做转发

2. 注意是修改报文的 MAC ，不是修改 IP

3. 实现一个对称路由。这样可以实现 TCP 交互

4. 可以通过 ping 来验证

5. 可以支持 traceroute 吗？

课后作业3- DNS搭建实验

1. 使用开源软件bind9作为DNS服务的server（或使用UDP socket实现）
2. 使用dig @命令验证

课后作业4- 四层负载均衡实验

1. 将到达本机的53端口的udp报文转发到DNS服务

2. 将到达本机的80端口的tcp报文转发到自己准备的hello_world后端服务上

课后作业5- 七层负载均衡实验

使用nginx的http模块在四层负载均衡和后端服务之间添加七层负载均衡服务

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    upstream backend {
       server 10.227.89.58:8080;
    }
    server {
        listen       880;
        server_name  www.example.com;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
             proxy_set_header HOST $host;
             proxy_connect_timeout 60;
             proxy_send_timeout 60;
             proxy_read_timeout 60;
        }
    }
}

参考资料

# 第八节：打开抖音互联网会发生什么

# 第九节：将我的服务开放给用户