241125学习日志——[CSDIY] [ByteDance] 后端训练营 [15]

CSDIY：这是一个非科班学生的努力之路，从今天开始这个系列会长期更新，（最好做到日更），我会慢慢把自己目前对CS的努力逐一上传，帮助那些和我一样有着梦想的玩家取得胜利！！！
第一弹：Cpp零基础学习【30 DAYS 从0到1】
第二弹：Cpp刷题文档【LeetCode】
第三弹：Go开发入门【字节后端青训营】
第四弹：Cpp简单项目开发【黑马Rookie】
第五弹：数据结构绪论【数据结构与算法】
第六弹：Go工程实践【字节后端青训营】
第七弹：高质量编程和性能调优【字节后端青训营】
第八弹：Linux 基础知识【书生大模型训练营】
第九弹：Python 基础知识【书生大模型训练营】
第十弹：Git 基础知识【书生大模型训练营】
第十一弹：玩转HF/魔搭/魔乐社区【书生大模型训练营】
第十二弹：书生大模型全链路开源体系【书生大模型训练营】
第十三弹：玩转书生「多模态对话」与「AI搜索」产品【书生大模型训练营】
第十四弹：浦语提示词工程实践【书生大模型训练营】
第十五弹：HTTP 框架修炼之道【字节后端青训营】
第十六弹：打开抖音会发生什么【字节后端青训营】

课前依赖：

• Linux 操作系统
• Wireshark 软件 （抓包软件）
• Socket 网络编程开发环境

打开抖音互联网会发生什么？

• 带你探索计算机网络

1. 协议基础、为什么会产生这些协议

2. 协议分析、互联网应用泛解

3. 建立更新为：熟悉（精通/了解） TCP/IP 、计算机网络

1. 刷抖音网络是怎么交互的？- 网络接入

• 网络接入
• 网络传输

1.1 网络接入 - 互联网

“最后一公里” “last mile” - 最容易发生丢包等情况

1.2 网络接入 - 路由

掩码、子网、逻辑交换机、直连同网段…

SDN：网络虚拟化

往同网段如何发包/交互？

网关：

网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在网络层以上实现网络互连，是复杂的网络互连设备，仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。使用在不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同层–应用层。

• 路由并不一定是对称的
• 路由是工作可以工作在传输层、IP层…
• 路由不是修改IP地址，而是修改MAC地址，找到发包口

1.3 网络接入-ARP 协议

怎么找到下一跳的MAC：ARP 协议

• 逻辑同网段才能发送 ARP
• ARP 请求广播，ARP 应答单播
• 跨网段：只会找到下一跳的 MAC 地址
• 免费 ARP 地址：提高效率、提前判断 IP 错误
• ARP 代理

1.4 网络接入 - IP 协议

双层协议

• 唯一标识，互联网通用。抖音客户端一个。抖音服务端一个
• Mac 地址不能代替 IP 地址吗
• IPv4不够用，怎么解决

1.5 网络接入 - NAT

• 家里路由器是怎样上网的？
• 多个内网客户端访问同一个目标地址+端口，源端口恰好一样，冲突了？

1. 刷抖音网络是怎么交互的？- 网络传输

1.6 网络传输 - 数据包

课后作业：做一次抓包。

• 数据包发送
• 数据包接收

1.7 网络传输 - 先请求 DNS

解析请求…

1.8 网络传输 - DNS 的传输协议 UDP

UDP 本身相对简单，但用好较难

**总结：**想好发什么包，就分配一个UDP的头，把 payload 里面塞数据发出去就好

1.9 网络传输 - TCP 三次握手

什么是 TCP 连接？

传输控制协议（TCP，TransmissionControl Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义 [1]。

TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构，互连的计算机通信网络中成对的应用程序进程之间能够依靠TCP提供可靠的通信服务来传输字节流。TCP支持双向数据流，应用程序也可以仅单向发送数据。在主机之间，TCP使用端口号标识应用程序服务并且可以多路传输数据流。

TCP 三次握手、四次挥手

• 第一次握手：
  客户端将TCP报文标志位SYN置为1，随机产生一个序号值seq=J，保存在TCP首部的序列号(Sequence Number)字段里，指明客户端打算连接的服务器的端口，并将该数据包发送给服务器端，发送完毕后，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器端确认。

• 第二次握手：
  服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务器端将TCP报文标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个序号值seq=K，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务器端进入SYN_RCVD状态。

• 第三次握手：
  客户端收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给服务器端，服务器端检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据了。

注意:我们上面写的ack和ACK，不是同一个概念：

• 小写的ack代表的是头部的确认号Acknowledge number， 缩写ack，是对上一个包的序号进行确认的号，ack=seq+1。
• 大写的ACK，则是我们上面说的TCP首部的标志位，用于标志的TCP包是否对上一个包进行了确认操作，如果确认了，则把ACK标志位设置成1。

sequence number

acknowledge number

1.10 网络传输 - HTTP/HTTP1.1

HTTP 其实依然是 TCP。

HTTP 1.1 有哪些优化？

• 长连接
• 部分传输
• HOST
• 缓存
• …

1.11 网络传输 - HTTPS

SSL/TLS 握手

• 对称加密、非对称加密
• 确保没有劫持，也确保私钥不泄密

2. 网络架构如何给抖音提质 - 网络提速

• 网络提速
• 网络稳定

2.1 网络提速 - HTTP2.0

多图片并行下载

2.2 网络提速 - 多路复用/stream

• 单个 TCP 连接传输
• TCP 丢包

2.3 网络提速 - QUIC/HTTP3.0

• TCP or UDP？
  • 必须是 UDP，推广方便
• Kernal or Userspace
  • 基于内核的实现？不，基于用户态的实现
• 0 RTT
• 弱网优势
  • 解决阻塞问题

2.4 网络提速 - 数据中心分布

核心机房：存储安全信息
边缘机房：小运营商等机房

2.5 网络提速 - 同运营商访问

• 移动访问联通的连接性会比较差

2.6 网络提速 - 静态资源（照片视频）路径优化（CDN）

核心机房 -> 汇聚机房 ->边缘机房

2.7 网络提速 - 动态 API （播放/评论接口）路径优化（DSA)

不同机房之间做延时探测等方法，找到最优路径

2. 网络架构如何给抖音提质 - 网络稳定

2.8 网络稳定 - 容灾概念

故障发生、故障感知、自动切换、服务恢复

2.9 网络稳定 - 故障排查

故障明确、故障止损、分段排查

2.10 网络稳定 - 故障明确

出现什么故障？ ->沟通

• 什么业务？什么接口故障？
• 故障体现在哪里？
• 访问其他目标是否正常？
• 是否是修改导致的异常？

2.11 网络稳定 - 故障止损

先止损再排查：

• 用户体验第一
• 对公司收入的影响是按照分钟甚至秒来计算

如何止损？

• 组件没有容灾，但是系统有没有？
• 降级

2.12 网络稳定 - 分段排查

客户端排查

服务端排查

中间链路排查

2.13 网络稳定 - 网络故障排查常用命令

• dig 查询DNS问题
• ping/telnet/nmap 查询三层/四层连通性
• Traceroute 排查中间链路
• iptables
• tcpdump

2.14 网络稳定 - 故障预防很重要

• 监控报警
• 故障演练/预案
• 故障降级/止损

碎碎念：计算机网络相关课程我甚至没有接触过，和科班的差距在这一刻被放大，但我是有办法的，美本的很多学校有蛮多相关课程，得找个时间补上。

原文地址：https://blog.csdn.net/Rain050415/article/details/144018857

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