1. 通讯协议在分布式架构中的核心应用
2. 深入料及TCP/IP和UDP/IP通信协议
3. TCP流量整形
4. 基于Java自身技术实现系统通讯
5. 多任务处理及优化
6. 了解什么是NIO
7. 组播协议 Multicast

从集中式的架构到分布式架构粗粒度的架构模型图 ​

相当于是在整个架构层面上去做一个分层，分层以后会存在按照某一个领域去切分的服务层，存在web层，然后，

​ 如果我们以前是在一个独立的服务模型里边，不需要涉及到远程通信，唯一的远程通讯就是客户端和远程端的通讯，现在变成一个分布式架构，那么就意味着：服务层之间彼此会通讯，这样一个通讯的话，就会涉及到一个通讯协议，比如我们现在Web层调用Dubbo层是通过Dubbo协议去调用的，然后Dubbo调用基础服务，是通过socked的TCP通讯去完成一些服务间的对接。

​ 这是通讯在整个分布式架构中的用途。

​ 如果说没有一个远程通信的话，就意味着我们的分布式架构就没有存在的意义和价值。

所以说：

在整个架构的里边的一个通信会涉及到协议涉及到序列化，涉及到网络通信协议底层的TCP协议和UDP协议，

任务目标 ​

怎么完成一个远程通信？？？ ​

如果没有远程通信，就没有所谓的分布式系统，我们发送一个消息，会被某一个接收端去接收，那这个消息的形式有很多种。

传输的数据类型 ​

1． 字节流

2． 字节数组

3． java对象

协议类型 ​

外部的系统收到这样一个请求以后需要做一个相应的处理，那这种基于消息方式的通信，在我们的网络层里边，一般来说就涵盖两种，

1. TCP/IP协议
   

2. UDP/IP协议
   

网络领域的知识 ​

协议： ​

TCP/UDP/multicast

IO ​

远程通信一定涉及IO的形式（BIO、NIO、AIO）

Socket ​

套接字

NIO ​

（Netty/Mina）

序列化和反序列化 ​

在网络通信中需要传输一个对象的话，就涉及到序列化和反序列化了。

一个Http请求在整个网络中的请求过程 ​

基于OSI的七层网络模型 ​

（ 应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层）

TCP/IP的四层概念模型 ​

​ （ 网络接口层、网络层、传输层、应用层）

网络为什么要分层，以及在通信时，我们的数据是怎么去传输的。

首先是我们打开一个浏览器，浏览一个网站，这时候相当于应用程序和客户端会产生一个交互。交互（TCP的三次握手协议），握手协议是建立一个连接，那在整个通信过程中，数据是怎么一个传输。

先增加一个TCP头，表示一个协议头，

第二个增加IP头，因为IP地址是网卡在网络中的一个通讯地址，相当于要给门牌号，有时候会提示IP地址冲突，因为IP地址是不能冲突的，相当于小区内部的门牌号，是我们网卡的唯一的通讯地址，相当于我们的门牌号，

增加MAC头，MAC头是我们的网卡地址，标识的是这个数据包要发送到的网卡地址，增加的IP头是目标的IP头，它本身自带当前的源IP头，

到了物理层，转换成一个Byte流进行一个传输，通过网络通讯进行一个传输，

比作寄包裹的话：

选择快递公司，

​ 地方，省市

​ 姓名，门牌号

Ip定位到地方，mac头定位到它是发给你的，

IP协议，提供了一组数据报文服务，每组服务都是由网络统一处理分发的

Ip头有两个东西，一个目的IP地址，一个源IP地址。

接收方的接受步骤

​ 当我们的目标主机收到这样一个目标以后，收到网络上的一个数据帧以后，他就会开始从协议层有底向上升，先到网卡，有两种形式，一种是所有数据包都接收，一种是，先判断这个MAC头是不是我的，如果不是我的就不会进来，所以拿到这个数据以后，到数据链路层去摘取这个MAC头，去判断当前的一个网卡地址，和发送的MAC是不是匹配，

​ 网络层，会摘取IP头，如果不是自己的就会做一个转发，最后到了传输层。协议层会携带端口号，通过端口号，定位到具体的进程内，把这个数据包送到我们对应的接收端。

MAC头是唯一的，理论上是可以通过MAC头去发送消息，MAC就像身份证一样，他是一个唯一的，但是我要去定位，是用IP去定位到我要发送到那个服务器，是个分层结构！

​ 网络是一个分层，它会有四层。

IP协议 ​

TCP/UDP协议都是基于IP网络协议之上的，IP协议会提供一组数据报文服务，每组报文会由网络去统一处理和分发的。

每组报文都必须包含目的地址的地址段，IP层地址段

IP协议，不可靠，经力而为的协议，报文丢失，无序，或者说重复发送的情况。

TCP可靠协议 ​

UDP不可靠协议 ​

TCP头里边有目标端口号

协议 ​

协议是两种网络通讯中达成的一个约定。

协议目的：

就是规范好通讯之间的约定。

http:超文本传输协议。 ​

拿到服务器上不同格式的数据

返回给浏览器，去做一个解析。（html/json/xml/jpg/png）

基于约定，拿到我想要拿到的东西，就是协议。

实现一个对我们产生作用的网络，必须解决一些问题，为了让这些问题便于管理和模块化。

基于模块化的东西，设计了两种协议

TCP协议 ​

能够检测和恢复IP层提供的主机和主机的通讯中可能发生的报文丢失，重复和错误的情况。解决了数据丢失、重复发送的问题，提供了可以信赖的字节流通道。

UDP ​

不可信的协议，不会对协议进行改造修复，提供了一个扩展于IP之上的尽力而为的数据报文服务。能够提供应用之间的工作，而不是主机之间的工作。不会解决数据丢失和重复，和顺序混乱的问题。

用户输入域名，解析出ip，http请求报文

深入分析 TCP/IP ​

1） DNS解析

2） 网关进行数据传输

3） 路由协议

4） 握手协议

DNS解析 ​

DNS解析得到IP地址，由网关进行数据传输，由路由协议传输到目的端。

（就像打电话，喂，你好，你好，我是。。。， 我是。。。 就是我们的握手协议）

​ 握手协议放置了数据包的丢失。

TCP通过三次握手建立一个可靠的通道。

三次握手 ​

相当于客户端和服务端进行通信时有三个数据包。

三个状态：SYN-SEND >> SYN-RCVD >> ESTAB-LISHED

SYN攻击 ​

在短时间内客户端伪造大量不存在的ip地址，发送给服务端

服务端发送给客户端之后，客户端的确认包一直不发给service，这时候存在大量的连接是空闲的，会消耗我们的资源，导致我们很多正常的请求没有办法进去，因为队列满了。

TCP协议断开：

四次挥手协议： ​

FIN_WAIT_1 CLOSE_WAIT FIN_WAIT2 LAST_WAIT TIME_WAIT.

客户端请求关闭发送给服务端，服务端发送ACK告诉客户端，我收到你的请求了，然后服务端全部请求处理完毕以后发送FIN到客户端，客户端收到FIN报文以后就代表我可以关闭这个连接了，服务端没有收到ACK，就可以重新传输，客户端在两个生命周期以内没有收到回复，服务端就已经关闭了，客户端也可以关闭了。

为什么三次四次：

​ 接收端接收到报文以后可以直接告诉发送端，我收到你的消息了，

​ 关闭的时候，服务器知道告诉发送端，你发送的请求我收到了，我要等到连接处理完，才处理完。

​

TCP协议，全双工协议。

发送时间在两个报文的生命周期内，

协议是建立连接，建立连接之后通讯，针对会话发送数据包，发送数据包，基于这个协议去传输。如果接收方不及时接收的情况，发送方应该是可以调控的，

如果接收方不及时处理的时候，发送方是可以控制的。

TCP流量控制 ​

滑动窗口，是一种流量控制技术， ​

为什么用滑动窗口

1. 保证数据不会丢失

2. 网络拥塞的情况下会存在数据阻塞

所以在这样的情况下，引入了滑动窗口，去对我们的流量去做一个整形

动态地址：

http://media.pearsoncmg.com/aw/ecs_kurose_compnetwork_7/cw/content/interactiveanimations/selective-repeat-protocol/index.html

缓冲区是有大小的，控制流量，

缓冲区的大小就是窗口大小，发送消息，收到ack以后就可以发送下一个窗口

可以设置缓冲区的大小。

根据接收端的缓冲区可以动态调整窗口大小，

发送窗口，允许发送的数据帧的数据量的大小，

接收窗口，

没有收到消息，会重新发，

使用TCP协议进行通讯 ​

协议层之上就是应用，协议这块会很复杂

在现在的变成语言中，提供很完整的机制，屏蔽复杂过程，便于开发应用程序

TCP、UDP都是基于socket概念上为某一个应用场景上扩展出来的协议。

什么是Socket ​

socket可以认为是一个抽象层，应用程序通过它来发送和接收消息。

这个时候通过应用程序打开文件句柄，读取数据磁盘，或者把数据写入到磁盘上。

使用socket可以把我们的应用程序添加到网络上，而且能跟和它处于一个网络的应用去通信，这就是socket。

不同的类型的socket和底层的协议是有关系的。

1. Stream socket（TCP）                     字节流
   

2. datagram  socket （UDP）         数据报文
   

Socket 套接字。

基于socket 选择协议（TCP [1-65535端口] UDP），然后带上IP（基于IP协议）

Netty是一个基于NIO的框架

TCP协议是一个全双工的协议

BIO: ​

BIO 客户端一个客户端请求，一个线程

BIO 阻塞 ​

缓冲区被占用

TCP协议是一个基于缓冲区，内核里边都会有个发送缓冲区，接收缓冲区，TCP的全双工模式是以TCP的滑动窗口，和依赖于这两个独立的缓冲区的填充状态，去处理的， 接收缓冲区把数据缓存到内核里边，如果说应用程序，没有调用read方法去读取的话，就会存在我们的接收缓冲区里边，这个缓冲区都不会被清理掉。

我们接收端receive去调用read去读取数据，实际上就是把内核读取到的数据复制到我们应用程序的buffer里边，再做一个处理。

进程里边调用socket去发送数据

在IO的层存在一个IO的调度线程，不断扫描socket缓冲区，

发现写某个写入缓冲区为空，扫描到了就可以产生一个socket可写事件，我们的程序就可以对数据进行socket写入。如果一次写入没有写完，等下次写入再去写

（Epoll Selector机制）

当接收端发现socket接收缓冲区有数据时，会产生socket可读事件，即使缓冲区满了，我也可以去接受其他请求。

有一个事件通知，可以读取这个数据

NIO： ​

​ 发现你不可写，会有一个事件通知，我这个事件告诉你什么时候可以写了，然后我就可以去调用，去做一个处理消息的过程。

​ 就是要给Epoll 和Selector模型的概念。

​ New IO或者no black IO;

NIO 非阻塞通信 （Non-blocking I/O，在Java领域，也称为New I/O）

通过一个事件机制，实现解耦

多路复用基于的是NIO机制。

客户端 都注册一个channel

客户端 都注册一个channel

NIO以多路复用为基础，服务端有一个多路复用器，轮询每一个channel，选择一个具备已经能够运行任务的能力的channel，如果某个注册上来的channel上的TCP产生以一个可写事件的话，那么就能够被轮询出来，去做一个执行，如果满足状态，执行相应的机制，然后不断的轮询。

产生socket可写事件

组播协议 ​

单播协议 ​

TCP UDP 都是基于点对点的通讯， 可以称为单播协议。

广播 ​

网络中的所有的主机都可以收到一份数据副本

多播 ​

消息只发送给一个多播地址，网络会把数据发送给那些想要监听的主机

只有订阅了这个感兴趣的主机才能收到

​

广播： ​

子网主机发送消息，子网内的主机都能收到信息

​

NIO是基于IO的更好性能的技能

Java本身提供了NIO技术，netty基于NIO做了一个封装，提供了一个更优化的功能而已。