我們一起聊聊分布式與網(wǎng)絡(luò)原理

并發(fā)是怎么出現(xiàn)的

眾所周知，中國人口很多，人口資源相當(dāng)豐富，十幾億人口。現(xiàn)如今的互聯(lián)網(wǎng)/移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的也很龐大，就因為人多，在大家都在使用一個app的時候，就會造成擁堵的現(xiàn)象，就跟超市一樣，人多必然會擁擠，東西少，你需要搶購，你慢了一拍，就買不到，你遇到過早上大爺大媽搶著買雞蛋的場景吧？而且結(jié)賬速度也會比平時更慢，甚至還會出現(xiàn)限購的現(xiàn)象。這其實和互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的高并發(fā)道理是一樣的。

相反，有些國家的人口基數(shù)本來就少，幾千萬吧，和我們沒法比，他們那邊的擁堵現(xiàn)象會好一些，但是畢竟人少。人多資源多，相應(yīng)的，我們這的大數(shù)據(jù)發(fā)展很快，人多了，用戶畫像分析啊，用戶行為分析啊，就更好做。人家國家就只有幾千萬，活躍用戶可能百來萬，大數(shù)據(jù)玩不溜。

人多人少有啥區(qū)別？消費啊，一個國家人口那么多，那么資源開發(fā)就更多，如果有一定的手段，你可以撬動他們來消費，我一個電商平臺，做好運營/營銷/推廣，吸引用戶多了，市場份額上來了，消費就上來了。如果你一個電商在一個人口少的國家去推廣，市場就那么點大，消費水平上不來呀，人多人少沒法比啊對吧~ 老鐵。所以，大家會很容易會聯(lián)想到什么？

1. 明星結(jié)婚，微博癱瘓了
2. 春運，12306 掛了，或者搶不到票
3. 等等這些都是人多所出現(xiàn)的必然現(xiàn)象。

此外，我們還有一個叫做粉絲經(jīng)濟，現(xiàn)如今，人人都是自媒體，只要你的流量大，粉絲多，你就能賺錢，就比如李佳琪啊羅胖呀，對吧。直播買東西就是推廣產(chǎn)品的一中手段，如此一來，就能撬動大家的購買欲望，向電商平臺輸送流量。

這個時候，直播間里的用戶會有一部分進入到電商平臺購物。那么流量比例大概多少？一般來說都是28或者37原則，20%的用戶會進來，甚至?xí)僖恍僭O(shè)有1000萬用戶，那么這個時候涌入的流量就是200萬，那你平臺能吃得消不？并發(fā)支撐夠不夠？有沒有負(fù)載均衡，高并發(fā)處理行不行，有沒有做高可用，這些都要考慮，并且也都和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。所以要支持用戶量，要想公司賺大錢，技術(shù)要和業(yè)務(wù)貼合，整體系統(tǒng)的并發(fā)與高可用以及穩(wěn)定性，都要保證。如果因為某一個短板效應(yīng)出現(xiàn)問題，那么用戶的流失會很慘重，對平臺與企業(yè)造成的影響是巨大的，除非是12306，用戶必須用，否則，用戶流量會分發(fā)的其他不同的渠道與電商平臺。

所以，由技術(shù)來拉動市場，來穩(wěn)定用戶的。并發(fā)場景無處不在，那么這整個過程其實也是貼分布式系統(tǒng)的架構(gòu)發(fā)展的。比如如下：

單體-->分布式-->集群高可用-->高并發(fā)-->微服務(wù)-->容器化。

分布式架構(gòu)演變

負(fù)載均衡

輪訓(xùn)，加權(quán)輪訓(xùn)，ip_hash（一致性哈希），url_hash，最小連接數(shù)

負(fù)載均衡分為7層負(fù)載和4層負(fù)載

OSI網(wǎng)絡(luò)模型原理

以上這些其實本質(zhì)上都是基于網(wǎng)絡(luò)，有了網(wǎng)絡(luò)才能交互，網(wǎng)絡(luò)通信和我們的生活息息相關(guān)。那么說到網(wǎng)絡(luò)通信，咱們就得來聊一聊七層模型了，這個其實也是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，很多小伙伴們在接觸nginx以及集群啊啥的有點混亂，這其實本身就是比較偏網(wǎng)絡(luò)的，這邊我們就來一起聊一下。

人和人之間面對面對話溝通通過講話，打電話通過電話走電話線，那么如果這兩個人在計算機（或者手機）屏幕的兩邊溝通，那么就是用戶A和計算機交互，然后計算機和用戶B交互，達到溝通的目的。其實不論是人機交互還是計算機之間（機機）交互，那么都會有一個通信的過程。

通信就會涉及到計算機網(wǎng)絡(luò)，和網(wǎng)絡(luò)相關(guān)。我記得在我大學(xué)那會這個就是必考知識點。這里就會涉及到OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型。

圖片

什么是OSI，可以把它當(dāng)做是一種規(guī)范，計算機之間的通信，數(shù)據(jù)交互，要符合OSI標(biāo)準(zhǔn)才能夠把數(shù)據(jù)從一端發(fā)到另外一端，從而讓另外一個用戶看到，如此以來達到交互。而且分層了，那么每一層的目的就更加明確了，做什么事由自己那一層決定，就跟MVC一樣，各司其職，解耦。并且對于每一層的開發(fā)人員來講，更加專注了，不同的開發(fā)人員維護不同層面的東西，不會耦合在一起。所以，分層解耦無處不在，在開發(fā)的過程中也要多考慮。咱們先來簡單看一下：

圖片

1. 應(yīng)用層（7層）：如上圖，兩個用戶通過qq或者微信溝通，他們依賴于計算機或者智能手機。那么應(yīng)用軟件就是第一層，也就是應(yīng)用層這一層里的，這一層會規(guī)定http協(xié)議，數(shù)據(jù)格式等，供調(diào)用，只要是一些軟件應(yīng)用程序，他們都是基于應(yīng)用層的，也就是和人最直接溝通的一個媒介，也就是軟件，qq/微信/瀏覽器/idea/eclipse這些都是。
2. 表示層（6層）：協(xié)議啊，字符串的表示，加密
3. 會話層（5層）：session建立與保持，建立和管理應(yīng)用程序之間的通信
4. 傳輸控制層（4層）：如何建立連接，如何數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)處理傳輸OK還是失敗
5. 網(wǎng)絡(luò)層（3層）：數(shù)據(jù)路由，如何找到哪個節(jié)點去處理的，數(shù)據(jù)如何通信，怎么發(fā)的
6. 數(shù)據(jù)鏈路層（2層）：通信之間的協(xié)議是啥，怎么發(fā)出去
7. 物理層（1層）：物理傳輸設(shè)備，比如wifi，2g/3g/4g，網(wǎng)線等看得見摸得著的。

七層模型（協(xié)議）歸類合并

七層模型其實就是一些協(xié)議的定義和劃分，每一層所執(zhí)行的功能不同，對應(yīng)的協(xié)議也不同，而且我們可以把他們再進行合并，如下圖，分成4層或5層或7層其實都行。

圖片

每一層的只能都是不同的，如下：

1. 物理層：物理傳輸設(shè)備，比如wifi，2g/3g/4g，網(wǎng)線等看得見摸得著的。當(dāng)你和朋友微信聊天的時候，你用計算機插網(wǎng)線，你朋友用手機連接wifi，這些都是屬于物理層的。打電話也一樣，需要有電話線。
2. 那么計算機之間的傳輸通過物理層，傳輸?shù)臅r候以什么形式傳輸呢？都是一些二進制數(shù)據(jù)，1010001001這樣的。
3. 數(shù)據(jù)鏈路層：當(dāng)計算機接收到1010001這些二進制的時候，這玩意本身很長，需要去進行解析的，所以他們其實是可以通過8位一組來進行劃分，每組都是8位的話那么就可以進行數(shù)據(jù)運算和處理。那么每組8位（或者16位/64位），這活誰干呢？它是由鏈路層來劃分的，物理層干不了，職能不夠。
4. 鏈路層處理的規(guī)范協(xié)議為以太網(wǎng)協(xié)議，他是一個標(biāo)準(zhǔn)，也是規(guī)范，因為早期的時候很多公司都是對二進制數(shù)據(jù)進行不同的分組，能用，但是太亂了，為了更加規(guī)范，采用了以太網(wǎng)協(xié)議Ethernet。
5. 計算機通信會發(fā)出數(shù)據(jù)包，數(shù)據(jù)包包含head和data兩個部分。
6. head包含發(fā)送者，接受者以及數(shù)據(jù)類型（源mac地址，目標(biāo)mac地址）
7. data包含數(shù)據(jù)包的具體內(nèi)容數(shù)據(jù)
8. 和rest請求很像吧？: - )
9. 數(shù)據(jù)發(fā)送的時候是head和data一起發(fā)的，有一定的長度限制，具體我忘了。如果太長了，會進行分片發(fā)送，也就是切割，啥是分片，自己百度，之前講過很多了。
10. 那么這個數(shù)據(jù)包其實和你平時打電話是一樣的道理，呼叫者是數(shù)據(jù)發(fā)送者，被叫者是數(shù)據(jù)接受者，談話內(nèi)容就是data數(shù)據(jù)包，對吧。
11. 附帶一提，計算機里的地址，和每個人的手機號是一樣的，叫做mac地址，和你的網(wǎng)卡相關(guān)。
12. 關(guān)于mac地址：之前提到了以太網(wǎng)協(xié)議Ethernet，這玩意也規(guī)定了要在互聯(lián)網(wǎng)上通信，必須得有一個mac地址，而mac地址存在于網(wǎng)卡，所以有了網(wǎng)卡才能上網(wǎng)，每一個網(wǎng)卡對應(yīng)一個mac地址（知識點啊，這個我們在架構(gòu)師課程里的Keepalived以及LVS里說過，虛擬IP通過虛擬機里的網(wǎng)卡才能虛擬化出新的VIP），和你的手機卡也一樣，你要打電話，得買一個手機卡，每一個手機卡里有唯一的一個手機號碼，通過手機號碼才能進行呼叫和被叫，ok吧。
13. 所以，這一層的鏈路層，他就是主要來定義數(shù)據(jù)的格式化傳輸?shù)模欢藗鞒鋈ィ硪欢私邮苓M來分組解析。
14. 網(wǎng)絡(luò)層：這一層其實定義了IP協(xié)議，他有一個網(wǎng)關(guān)的概念，說到網(wǎng)卡大家會想到什么？nginx？zuul？gateway？那么他們是不是都會處于某個計算機節(jié)點上？他們都會有一個ip，那么其實當(dāng)計算機數(shù)據(jù)發(fā)出去的時候，會經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，接受的時候，也會經(jīng)過網(wǎng)關(guān)，相當(dāng)于他是一個中介，通俗點講，你打電話的時候，要通過運營商吧，從電話呼出去，到接收通過，中間的過程由運營商來幫你處理，這個時候的運營商你可以認(rèn)為是一個網(wǎng)關(guān)（也是起到了數(shù)據(jù)路由的作用），他是存在于某一個地址的，也就是IP地址，那么每個區(qū)域都有不同的運營商，不同的運營商管著不同的歸屬地，那么你可以把區(qū)域（歸屬地）理解為局域網(wǎng)，而手機就是每一個mac地址，同一個區(qū)域的局域網(wǎng)的ip都是一樣的，而手機號對應(yīng)的mac地址則不一樣，對吧。看一下下面的圖來理解一下（加餐）

圖片

圖片

4. 傳輸層：建立端口與端口之間的通信。什么意思呢，就是說呢，我們可以通過ip與mac地址找到對應(yīng)的目標(biāo)計算機節(jié)點，那么假設(shè)我們現(xiàn)在通過微信或者qq聊天，這個時候數(shù)據(jù)傳輸?shù)綄Ψ降挠嬎銠C了，那么對方的qq或者微信如何來接受你的數(shù)據(jù)呢？或者說如何把數(shù)據(jù)交給微信qq來展示給用戶？這個時候就有端口的概念了，每個應(yīng)用程序都會有一個端口，一個應(yīng)用程序要多開，那么端口號肯定不一樣，原理同tomcat。每個端口都會和網(wǎng)卡產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，我們在進行計算機交互的時候都會攜帶端口，比如8080，如此一來，那么對應(yīng)的對方的應(yīng)用程序才會接受到數(shù)據(jù)并且展示。ok吧。

• 比如還是以打電話為例，很多時候光打電話沒用，對方?jīng)]人接聽，你需要再最后加上分機號，那么8080就比方說是分機號，可以打給人事，8088可以打給老板小蜜，那么端口就是這個意思。
• 傳輸層的協(xié)議為TCP何UDP，LVS屬于傳輸層，他是4層負(fù)載均衡。

5. 應(yīng)用層：應(yīng)用層+表示層+會話層可以共同定義為應(yīng)用層。用戶所使用的所有的應(yīng)用程序都是基于應(yīng)用層，就比如qq，微信，瀏覽器，idea，eclipse都是，這是電腦與人最直觀的交互。每個應(yīng)用程序都可以有自己的不同的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)組成形式，那么應(yīng)用層就是規(guī)定了應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)格式。比如qq/微信/郵箱/瀏覽器，這些應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候，協(xié)議都是不同的，數(shù)據(jù)格式也都是不同的，協(xié)議的不同在表示層 進行規(guī)范。會話層是建立在傳輸層之上的，和我們所說的session道理一致，用于維護兩點之間的通信的，也就是建立和管理應(yīng)用程序之間的通信，如果我電腦重啟了，再次打開軟件需要重新建立連接，也就是重新建立會話，OK吧。