第02讲丨网络分层的真实含义是什么

网络为什么要分层？
因为，是个复杂的程序都要分层。
第3讲 | ifconfig：最熟悉又陌生的命令
net-tools起源于BSD，自2001年起，Linux社区已经对其停止维护，而iproute2旨在取代
net-tools，并提供了一些新功能。一些Linux发行版已经停止支持net-tools，只支持
iproute2。
net-tools通过procfs(/proc)和ioctl系统调用去访问和改变内核网络配置，而iproute2则通
过netlink套接字接口与内核通讯
无类型域间选路（CIDR）
于是有了一个折中的方式叫作无类型域间选路，简称CIDR。这种方式打破了原来设计的几
类地址的做法，将 32 位的 IP 地址一分为二，前面是网络号，后面是主机号。从哪里分
呢？你如果注意观察的话可以看到，10.100.122.2/24，这个 IP 地址中有一个斜杠，斜杠
后面有个数字 24。这种地址表示形式，就是 CIDR。后面 24 的意思是，32 位中，前 24
位是网络号，后 8 位是主机号。

第14讲 | HTTP协议：看个新闻原来这么麻烦

目前使用的 HTTP 协议大部分都是 1.1。在 1.1 的协议里面，默认是开启了 Keep-Alive 的，这样建立的 TCP 连接，就可以在多次请求中复用。
HTTP 的报文大概分为三大部分。第一部分是请求行，第二部分是请求的首部，第三部分才是请求的正文实体。

首部

请求行下面就是我们的首部字段。首部是 key value，通过冒号分隔。这里面，往往保存了一些非常重要的字段。
例如，Accept-Charset，表示客户端可以接受的字符集。防止传过来的是另外的字符集，从而导致出现乱码。
再如，Content-Type是指正文的格式。例如，我们进行 POST 的请求，如果正文是 JSON，那么我们就应该将这个值设置为 JSON。
在 HTTP 头里面，Cache-control是用来控制缓存的。当客户端发送的请求中包含 max-age 指令时，如果判定缓存层中，资源的缓存时间数值比指定时间的数值小，那么客户端可以接受缓存的资源；当指定 max-age 值为 0，那么缓存层通常需要将请求转发给应用集群。
另外，If-Modified-Since也是一个关于缓存的。也就是说，如果服务器的资源在某个时间之后更新了，那么客户端就应该下载最新的资源；如果没有更新，服务端会返回“304 Not Modified”的响应，那客户端就不用下载了，也会节省带宽。

HTTP 2.0

HTTP 2.0 通过头压缩、分帧、二进制编码、多路复用等技术提升性能；
HTTP 1.1 在应用层以纯文本的形式进行通信。每次通信都要带完整的 HTTP 的头，而且不考虑 pipeline 模式的话，每次的过程总是像上面描述的那样一去一回。这样在实时性、并发性上都存在问题。
为了解决这些问题，HTTP 2.0 会对 HTTP 的头进行一定的压缩，将原来每次都要携带的大量 key value 在两端建立一个索引表，对相同的头只发送索引表中的索引。
另外，HTTP 2.0 协议将一个 TCP 的连接中，切分成多个流，每个流都有自己的 ID，而且流可以是客户端发往服务端，也可以是服务端发往客户端。它其实只是一个虚拟的通道。流是有优先级的。
HTTP 2.0 还将所有的传输信息分割为更小的消息和帧，并对它们采用二进制格式编码。常见的帧有Header 帧，用于传输 Header 内容，并且会开启一个新的流。再就是Data 帧，用来传输正文实体。多个 Data 帧属于同一个流。
通过这两种机制，HTTP 2.0 的客户端可以将多个请求分到不同的流中，然后将请求内容拆成帧，进行二进制传输。这些帧可以打散乱序发送，然后根据每个帧首部的流标识符重新组装，并且可以根据优先级，决定优先处理哪个流的数据。

QUIC

QUIC 协议通过基于 UDP 自定义的类似 TCP 的连接、重试、多路复用、流量控制技术，进一步提升性能。

第15讲 | HTTPS协议：点外卖的过程原来这么复杂

重放攻击

有了加密和解密，黑客截获了包也打不开了，但是它可以发送 N 次。这个往往通过 Timestamp 和 Nonce 随机数联合起来，然后做一个不可逆的签名来保证。
Nonce 随机数保证唯一，或者 Timestamp 和 Nonce 合起来保证唯一，同样的，请求只接受一次，于是服务器多次受到相同的 Timestamp 和 Nonce，则视为无效即可。

第16讲 | 流媒体协议：如何在直播里看到美女帅哥？

如何在直播里看到帅哥美女？
当然，这个二进制也可以通过某种网络协议进行封装，放在互联网上传输，这个时候就可以进行网络直播了。
网络协议将编码好的视频流，从主播端推送到服务器，在服务器上有个运行了同样协议的服务端来接收这些网络包，从而得到里面的视频流，这个过程称为接流。
服务端接到视频流之后，可以对视频流进行一定的处理，例如转码，也即从一个编码格式，转成另一种格式。因为观众使用的客户端千差万别，要保证他们都能看到直播。
流处理完毕之后，就可以等待观众的客户端来请求这些视频流。观众的客户端请求的过程称为拉流。
如果有非常多的观众，同时看一个视频直播，那都从一个服务器上拉流，压力太大了，因而需要一个视频的分发网络，将视频预先加载到就近的边缘节点，这样大部分观众看的视频，是从边缘节点拉取的，就能降低服务器的压力。
当观众的客户端将视频流拉下来之后，就需要进行解码，也即通过上述过程的逆过程，将一串串看不懂的二进制，再转变成一帧帧生动的图片，在客户端播放出来，这样你就能看到美女帅哥啦。

第17讲 | P2P协议：我下小电影，99%急死你

最简单的方式就是通过HTTP进行下载。但是相信你有过这样的体验，通过浏览器下载的时候，只要文件稍微大点，下载的速度就奇慢无比
还有种下载文件的方式，就是通过FTP，也即文件传输协议。FTP 采用两个 TCP 连接来传输一个文件。
控制连接：服务器以被动的方式，打开众所周知用于 FTP 的端口 21，客户端则主动发起连接。该连接将命令从客户端传给服务器，并传回服务器的应答。常用的命令有：list——获取文件目录；reter——取一个文件；store——存一个文件。
数据连接：每当一个文件在客户端与服务器之间传输时，就创建一个数据连接。

第18讲 | DNS协议：网络世界的地址簿

第19讲 | HTTPDNS：网络世界的地址簿也会指错路
HTTPNDS 其实就是，不走传统的 DNS 解析，而是自己搭建基于 HTTP 协议的 DNS 服务器集群，分布在多个地点和多个运营商。当客户端需要 DNS 解析的时候，直接通过 HTTP 协议进行请求这个服务器集群，得到就近的地址。
传统的 DNS 有很多问题，例如解析慢、更新不及时。因为缓存、转发、NAT 问题导致客户端误会自己所在的位置和运营商，从而影响流量的调度。
HTTPDNS 通过客户端 SDK 和服务端，通过 HTTP 直接调用解析 DNS 的方式，绕过了传统 DNS 的这些缺点，实现了智能的调度。
第20讲 | CDN：你去小卖部取过快递么？
我们的网站访问可以借鉴“就近配送”这个思路。
全球有这么多的数据中心，无论在哪里上网，临近不远的地方基本上都有数据中心。是不是可以在这些数据中心里部署几台机器，形成一个缓存的集群来缓存部分数据，那么用户访问数据的时候，就可以就近访问了呢？
当然是可以的。这些分布在各个地方的各个数据中心的节点，就称为边缘节点。
有了这个分发系统之后，接下来就是，客户端如何找到相应的边缘节点进行访问呢？
还记得我们讲过的基于 DNS 的全局负载均衡吗？这个负载均衡主要用来选择一个就近的同样运营商的服务器进行访问。你会发现，CDN 分发网络也是一个分布在多个区域、多个运营商的分布式系统，也可以用相同的思路选择最合适的边缘节点。

第21讲 | 数据中心：我是开发商，自己拿地盖别墅

数据中心分为三层。服务器连接到接入层，然后是汇聚层，再然后是核心层，最外面是边界路由器和安全设备。
数据中心的所有链路都需要高可用性。服务器需要绑定网卡，交换机需要堆叠，三层设备可以通过等价路由，二层设备可以通过 TRILL 协议。
随着云和大数据的发展，东西流量相对于南北流量越来越重要，因而演化为叶脊网络结构。

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