介绍

抖音，是由字节跳动孵化的一款音乐创意短视频社交软件。如今，抖音已成为各年龄段人们手中消磨时间的applet，我们可以用它看推送的短视频、点赞评论收藏喜欢的视频、也可以发送自己的日常。这是一个非常好的社交平台，彰显了当今社会快节奏的生活状态，也显现出新一代年轻人的娱乐方向和生活态度。随着抖音applet的上线及更新，它推送出更多的贴纸以及功能供大家使用，更加便利且满足了大家的需求。

那么，对于我们开发者而言，抖音是如何被开发出来的、它的框架结构又是怎样的？今天我们就来探讨探讨，剖析其中的奥秘所在。

框架

我们从以下两个大方面进行剖析。

一、刷抖音网络是怎样交互的？

交互的实现分为网络接入 和网络传输两个部分。

网络接入

我们从互联网 、路由、ARP协议 、IP协议 、NAT导入。

互联网

图片里面的是互联网的大框架图。

左边的是各个终端，包括PC、pad等，当下通常通过wifi、4G、5G网络进行接入；再通过有线网络接入各个运营商的网络，包括移动、电信等。接着再接入抖音。

中间的网络等基本不会出现错误，除非是丢包等，这个就属于故障了。

路由

同网段接入：

SDN网络虚拟化，跨了两个交换机，看起来像是跨网段的，但其实是同网段的。

同网段并不一定是接入一个同物理逻辑交换机的，有可能是软件定义网一个虚拟的同网段。

跨网段接入：

两个不同的服务器通过中间的路由进行连接。

路由不是对称的！！！
路由是工作在IP层协议的！！！
路由不是改IP地址的，是改Mac地址的！！！

ARP协议

逻辑同网段才可以发送ARP，之所以这样，是因为同网段情况下才可以找到请求的目标MAC。

ARP本质上是查找下一跳的MAC，不是请求目标地址！

IP协议

IP协议是唯一标识，在互联网中通用。抖音客户端一个且服务端一个。
IP地址不能用MAC地址来代替。（对于这个点比较懵圈）
IPv4不够用时，用IPv6进行扩充。

NAT

NAT上网原理：家里的路由器本质上是NAT。

网络传输

我们从数据包 、请求DNS 、DNS的传输协议UDP 、TCP三次握手 、TCP传输 、SSL/TLS握手导入。

数据包

首先我们来了解一下数据包的导入代码，并且学习一下代码的格式。

js 复制代码

struct pkt{
  something
}

void send_one_pkt()
{
  p = malloc(sizeof(pkt))
  p = append(p, siezoef(l2))
  p = append(p, siezoef(l3))
  p = append(p, siezoef(l4))
  
  send(p)
}

客户端发到服务器的完整路径👇 由图片可得出，message的经过有三个层次，分别是User space（用户空间）、Kernel space（内核空间）、Hardware（硬件）。而OSI模型和TCP/IP模型在三层次对应的层类型也有所区别。相对而言，TCP/IP的层次更为简洁。应用的客户端和应用的服务器端分别对应着源机器、目的机器，这两个属于硬件方面的内容。

请求DNS

客户端和服务端及客户端和递归解析器之间的联系👆 请求DNS的步骤如下：

客户端发解析请求*www.douyin.com*
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告诉递归解析应该解析到xxx

DNS的传输协议UDP

UDP本身相对简单，但想把它用好却很难，需要考虑很多方面的因素。

用好它的一个重要的点：想发什么包就分配一个UDP的头，把payload里面塞数据发出去就行！

TCP三次握手

TCP是OSI层中的传输层协议,用于通过传输和确保通过支持网络和Internet传递消息来在远程计算机之间创建连接。
拔了网线，TCP 连接会断开；如果重新再插上，TCP 连接会重新建立。
所谓的"三次握手"：为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商，确保数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确认数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。

三次握手图解👇

TCP传输

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子协议，其实三个子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，比如发送和接受窗口都为1时就是简单的停等协议。三个子子协议都很复杂，只有靠这种复杂的机制才换取了网络链路的高效利用。

SSL/TLS握手

对称加密（上）和非对称加密（下）👆

(๑•̀ㅂ•́)و✧这种加密确保用户的信息安全，有效阻隔了黑客盗窃信息的行为。

二、网络架构怎么给抖音提质？

提质分为网络提速 和网络稳定两个部分。

网络提速

我们从协议优化 和路径优化导入。

协议优化

启用HTTP2.0实现多图并发下载的功能，自然提速了网络👇

路径优化

以数据中心分布为例，多路径同时进行，提高网络的运行速度，增强用户的体验感。

网络稳定

维护网络稳定，首先我们需要有容灾概念，过程为故障发生、故障感知、自动切换、服务恢复。
在故障排查中：
1. 明确出现的是什么故障，例如：是什么接口的故障、主要体现在哪里、是否是修改导致的异常等。
1. 及时故障止损，需将用户的体验放在第一位。
1. 进行分段排查，分为客户端排查、服务端排查、中间链路排查，一步步跟进。

👉网络故障排查常用命令：dig查询DNS问题、ping/telnet/nmap查询三层/四层连通性、Traceroute排查中间链路、iptabels、tcpdump。

总结

抖音的架构很奇妙。在这节课中我们了解了抖音applet的开发和架构，对我们进一步的学习提供了良好的思路。在抖音框架的基础上，我们更全面地了解到一个产品的开发进程以及优化方案，这是非常关键的一步。

抖音的互联网架构

介绍

框架