模块 02第 1 学期 · 基础9 海报条目

互联网究竟是怎么运作的

登录后可在不同设备间同步进度。在此之前，进度只保存在当前浏览器中。

为什么重要

大多数“玄学”生产 bug 其实是网络问题：DNS 变更还没生效、TLS 证书过期了、某个请求只对远方的用户很慢。你在脑子里画不出来的东西，就没法调试。

学习目标

  1. 追踪一个请求从浏览器到数据库再返回的全过程，说出每一跳。
  2. 解释 DNS 解析、TTL，以及为什么变更“需要时间”。
  3. 解释 TCP 与 UDP 的区别，以及 HTTP/2 和 HTTP/3 改变了什么。
  4. 正确配置 TLS，并加密内部流量。
  5. 正确地衡量延迟：看百分位数，而不是平均值。

课程内容

2.1 一个请求的一生

浏览器 → DNS 查询 → TCP（或 QUIC）连接 → TLS 握手 → CDN 边缘节点 → 反向代理 / 负载均衡 → 应用服务器 → 数据库 / 缓存 / 第三方 API → 返回。每一跳都会增加延迟，也都是一个故障点。

2.2 DNS (97)

  • 记录类型：A/AAAA（地址）、CNAME（别名）、MX（邮件）、TXT（验证、SPF、DKIM、DMARC）、CAA（哪些 CA 可以签发证书）。
  • TTL 控制缓存时长。要在迁移的前一天调低 TTL，而不是迁移过程中。
  • 常见故障：域名过期、CNAME 配错、缺少邮件相关记录（邮件进垃圾箱）、DNS 服务商宕机。

2.3 TCP 与 UDP (98)，以及 HTTP 版本 (99)

  • TCP：可靠、有序；丢一个包，后面的全部卡住（队头阻塞，head-of-line blocking）。
  • UDP：不做任何保证，开销低；用于视频、语音、游戏、DNS 和 QUIC。
  • HTTP/1.1：每个连接同一时间只处理一个请求。
  • HTTP/2：在一条 TCP 连接上多路复用多个流；但仍有 TCP 层的队头阻塞。
  • HTTP/3：运行在基于 UDP 的 QUIC 之上；流相互独立，握手更快，网络切换（Wi-Fi 切到移动网络）时连接不断。通常 CDN 会免费帮你开启。

2.4 TLS，传输加密 (71, 73)

  • 最低 TLS 1.2，优先 TLS 1.3。证书自动化管理（Let's Encrypt，或你所用平台自带的）。
  • 配置 HSTS 头，让浏览器永远不会降级到 HTTP。
  • 内部流量也要加密（应用到数据库、服务到服务）。“反正在我们 VPC 里面”不算安全控制。
  • 数据库连接：强制 SSL（sslmode=require 或更严格）。

2.5 延迟、吞吐量、百分位数 (91 to 94)

  • 延迟：单个请求耗费的时间。吞吐量：每秒处理的请求数。
  • 永远不要报告平均值。报告 p50、p95、p99。100 个请求里慢 1 个听起来很少见，但一个要发起 20 次后端调用的页面，会有相当大比例的页面加载撞上 p99。这就是尾延迟放大效应。
  • 每个工程师都该知道的大致数字：同区域网络往返大约 1 ms 或更少；新加坡到美西往返大约 170 ms；一次 LLM 调用要好几秒。围绕最慢的那一跳来设计。

实验 2：追踪与测量

  1. 对你的域名运行 dig；记录每一条记录及其 TTL。添加 CAA，并检查邮件域名的 SPF/DKIM/DMARC。
  2. 从两个区域对你的应用运行 curl -w 计时（dns、connect、tls、ttfb、total）。
  3. 用在线 TLS 评分工具检查你的 TLS 配置；修到 A 级。
  4. 用 k6 分别以 10、50、100 个虚拟用户对一个端点做压测；画出 p50/p95/p99 图表。

完成标准

AI 提示词包

  • “添加计时埋点，为每个对外 HTTP 调用记录 DNS、connect 和 TTFB 耗时。”
  • “根据配置文件，逐跳解释这个应用的请求路径。标出任何没有 TLS 的一跳。”