第105篇

极客时间《许式伟的架构课》课程笔记。

网络应用程序的全视图

网络应用程序完整视图

网络世界划分的子系统

1. 物理层

• 网络设备的原生能力，定义硬件层次的基础网络协议

2. 数据链路层

• 负责解决局部网络世界的数据传输能力
• WiFi、3G/4G/5G等数据传输技术都有自己独特的链路层协议

3. IP网络层

• 负责互联网世界的一体化，彼此包容与协作，类似于单机体系中的操作系统
• 互联网世界体系中，IP网络是互联网“操作系统”的核心

4. TCP/UDP传输层

• 与IP网络一起构成互联网“操作系统”的内核
• 负责解决如何让互联网通讯可信赖的问题，从而大幅降低互联网应用程序开发的负担

主流应用层协议

1. HTTP协议

• 因为万维网诞生，起初是为了传输静态网页
• 因为设计的开放性，演进成了通用传输协议
• 除了呈现网页，还被用来作为业务开放协议RESTful API的承载

2. SMTP/POP3协议

• 局限于电子邮件应用领域，但使用仍然极为广泛
• 电子邮件是最通用的连接协议，它连接人和人、企业和企业

应用层协议与网关

• Nginx、Apache 都可以用作应用层网关
• 应用层协议通常采用的是 HTTP/HTTPS 协议
• HTTP协议：GET请求（Request）获取资源、Response回复请求、POST请求修改资源、DELETE请求删除资源
• HTTP的协议头设计的优点
  • 协议头设计极其开放，用户可以加自己的字段，一般以X-开头
  • 规范了业务表达范式，以 “资源路径” 表达资源，以 PUT-POST-GET-DELETE 表达 CURD 操作
  • 规范了应用层的路由方式，强制使用Host字段，用来表征目标主机，通常是域名

TCP/IP层编程接口

• 从基于 IP 协议的网络视角来看，数据是并不是源源不断的流（stream），而是一个个大小有明确限制的 IP 数据包
• IP 协议是无连接的，它可以在不连接对方的情况下向其发送数据
• UDP和TCP协议都引入了端口的概念，以便解决由哪个软件处理收到的数据的问题
• 一个 IP 地址 + 端口，通常记为 ip:port，代表了软件层面上来说唯一定位的通讯地址。每个软件只处理自己所使用的 ip:port 的数据
• TCP 协议包含了 IP 数据包的序号、重传次数等信息，它可以解决丢包重传，纠正乱序，确保了数据传输的可靠性
• UDP 协议在 IP 协议基础上除了引入端口（port）外并没有额外做什么，额外开销非常小，非常适合音视频的传输需求

HTTP层编程接口

• 对于 HTTP 客户端，使用上要比 TCP/UDP 简单得多，常见情况下直接调用 Get、Post 这些函数就满足业务需求
• 在需要在 HTTP 协议头写一些额外字段时，需要先 NewRequest 生成一个请求，并添加一些字段（Field），然后再调用 Client.Do 去发起请求。整体上比调用 Read/Write 这样的基础 IO 函数要简便得多
• 基于 HTTP 协议的编程接口，和基于 TCP/IP 协议裸写业务对比，前者只需要填写业务逻辑就好，复杂度很低