Go学习路线字节跳动青训营

发布日期: 2022-05-19

更新日期: 2024-12-29

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打开抖音互联网会发生什么

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。计算机网络真的是太庞大了

「打开抖音互联网会发生什么」第三届字节跳动青训营 - 后端专场

同时这也是课表的第7天课程《计算机网络基本概念与实际应用》

PC端阅读效果更佳，点击文末：阅读原文即可。

这篇课程我可以学到什么？

从事其他方向研发 / 从事网络相关研发
简历更新(熟悉TCP/IP、计算机网络)
协议分析(自学) / 互联网应用泛解
协议基础/为什么会产生这些协议

看一下刷抖音这里，这里客户端与服务端之间有哪些协议

1. 刷抖音网络是怎么交互的?

网络接入 | 网络传输

1.1 网络接入-互联网

1.2 网络接入路由

1.2 网络接入-路由

路由一定是对称的吗? 不一定
路由是工作在哪一层协议? 网络层
那路由是改的IP地址吗? 路由是改Mac，找到发包口

怎么找到下一跳的MAC ?

1.3 网络接入-ARP协议

1.3 网络接入-IP协议

唯一标识，互联网通用。一个抖音客户端，一个抖音服务端。
Mac地址不能代替IP地址吗?
IPv4不够用，一般怎么解决的?

1.3 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?

网络打通了怎么视频怎么下载?

1.4 网络传输数据包

1.5 网络传输-数据包发送

1.6 网络传输-先请求DNS

➢客户端发www.douyin.com的解析请求
➢递归解析器去问“.”，com.去哪里解析
➢递归解析器去问”com.”，douyin.com去哪里解析
➢douyin.com告诉递归解www.douyin.com解析到xxx

1.7 网络传输- DNS的传输协议UDP

1.8 网络传输-TCP三次握手

三次握手过程：

客户端——发送带有SYN标志的数据包——服务端 一次握手 客户端进入syn_sent状态
服务端——发送带有SYN/ACK标志的数据包——客户端 二次握手 服务端进入syn_rcvd
客户端——发送带有ACK标志的数据包——服务端 三次握手 连接就进入Established状态

为什么三次： 主要是为了建立可靠的通信信道，保证客户端与服务端同时具备发送、接收数据的能力。

为什么两次不行？

防止已失效的请求报文又传送到了服务端，建立了多余的链接，浪费资源。
两次握手只能保证单向连接是畅通的。（为了实现可靠数据传输， TCP 协议的通信双方，都必须维护一个序列号，以标识发送出去的数据包中，哪些是已经被对方收到的。三次握手的过程即是通信双方相互告知序列号起始值，并确认对方已经收到了序列号起始值的必经步骤；如果只是两次握手，至多只有连接发起方的起始序列号能被确认，另一方选择的序列号则得不到确认）。

1.8 网络传输-TCP传输

➢为什么老问你Timewait?
➢丢包怎么办?
➢滑动窗口再结合基础概念去理解
➢流量控制/拥塞控制结合基础概念去理解

典型的tcp协议要求每一个数据段发送之后都要有一个ack回复，然后才能发送下一个数据段，虽然这样能保证数据的可靠传输，但是效率呢?

由于tcp是全双工通信，在等待一个数据段的ack恢复之前网络将会闲置，因此效率将会受到极大影响，因此协议提出了滑动窗口子协议，专门负责数据的传输，滑动窗口子协议分为简单的停等协议，后退N协议，以及选择重传协议三个子协议，其实三个子协议可以由一个例程表示，只是一个例程的三个不同情况，比如发送和接收窗口都为1时就是简单的停等协议。三个子协议都很复杂，只有靠这种复杂的机制才换取了网络链路的高效利用。

1.9 网络传输-HTTP/HTTP1.1

为什么不直接用TCP通信呢? 为什么互联网上那么多HTTP通信?

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清晰/更简洁。

HTTP1.1哪些优化?

长连接：减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。
缓存处理：1.1添加更多的缓存控制策略（如：Entity tag，If-Match）
Host头处理：支持Host头域，不在以IP为请求方标志
网络连接的优化：1.1支持断点续传
错误状态码的增多：1.1新增了24个错误状态响应码，丰富的错误码更加明确各个状态

1.9 网络传输-HTTPS

传输中被插入小网站怎么办?

HTTPS解密出来依然是HTTP

1.10 网络传输-SSL/TLS握手

对称加密和非对称加密	确保没有劫持,也确保私钥不泄密

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

当我打开抖音这个小姐姐主页的时候，可以并行去下载这么多视频，提高我们的效率（IO多路复用）

如果是一张图一张图这样下载的话，那我们看到的是一张图，其他的图片都在加载（转圈圈中）。这样对用户的体验是非常不友好的。

2.2 网络提速-怎么理解多路复用/stream?

➢单个TCP链接传输
➢如果TCP丢包怎么办?

2.3 网络提速-QUIC/HTTP3.0

Quic不是四层协议!很多博客胡说八道

➢TCP or UDP?
➢Kernel or Userspace
➢0 RTT
➢弱网优势

除了协议优化，网络路径能不能优化？

2.4 网络提速数据中心分布

2.5 网络提速-同运营商访问

如果是中国移动的话就解析到中国移动，如果是电信就解析到电信

2.6 网络提速静态资源(图片视频)路径优化(CDN)

cdn针对的是静态资源优化，简单理解为一个缓存。

2.7 网络提速-动态API (播放/评论接口)路径优化(DSA)

从路径算法优化，先从A到B进行探测，最终通过机房与机房之间的延迟可以找到最优化的路径

刷的快，但是三天两天挂掉，谁刷抖音?

2.8 网络稳定容灾概念

容灾大多是通过网络手段去控制的。补充容灾的背景发展，为什么要容灾。

容灾系统是指在相隔较远的异地，建立两套或多套功能相同的IT系统，互相之间可以进行健康状态监视和功能切换，当一处系统因意外（如火灾、地震等）停止工作时，整个应用系统可以切换到另一处，使得该系统功能可以继续正常工作。容灾技术是系统的高可用性技术的一个组成部分，容灾系统更加强调处理外界环境对系统的影响，特别是灾难性事件对整个IT节点的影响，提供节点级别的系统恢复功能。