Android开发学习笔记（4）

终端网络技术

---

无线网络

无线网络物理层架构（LTE为例）

• LTE于2G、3G相比做了很多精简化操作
• 手机 ==（数据请求）==》无线基站(通过信道(有限)进行数据交互) ==(数据)==》服务网关SGW（负责与无线基站通信，通过移动管理实体MME查询手机归属无线基站）==》分组网关PWG
• 手机与无线基站连接是无线连接（“最后一公里”），其余有线

第三方影响

• 心跳保活（运营商因素）
  
  • 分组网关保存连接信息，运营商每隔一段时间就淘汰一批，为了保活需要每隔一段时间发送一定的数据量使不丢弃
• 不同厂家不同版本物理设备，故障引起连锁反应（非运营商因素）

TCP与无线网络

• TCP设计之初基于带宽延迟相对稳定、丢包小、资源充足（有线)，不适合无线
• TCP特点与移动网络应用层相应优化
  
  • 端到端有序可靠传输
    
    • 序号与确认
    • 端到端校验和
    • 超时重传（超时计时器RTO略大于RTT)
    • 应用层应考虑重传算法、数据校验
    • 连接超时的选择
      
      • 考量因素:可用性、网络敏感性、用户体验
      • android超时重传时间点1、2、4、8…
  • 流量控制和拥塞控制
    
    • 滑动窗口协议
      
      • 通告窗口rwnd —— 来自接收端的流量控制
      • 拥塞窗口cwnd —— 来自发送端的流量控制
      • 滑动窗口 —— 取rwnd与cwnd最小值
      • 慢启动
    • 移动网络中丢包率高，接收不到不意味着拥塞。
    • google提出BBR
    • 服务端实践
      
      1. 采用WestWood拥塞控制算法
      2. 增大TCP初始拥塞窗口
      3. 连接空闲时禁用慢启动
      4. 启用窗口缩放（RFC1323）
    • 客户端实践
      
      1. 减少send调用次数
      2. 就近接入
      3. 长连接，避免慢启动
      4. 压缩传输数据
      5. 写满TCP发送buffer(流式传输而非分块)
      6. 控制好数据处理线程

网络协议

• TCP
  
  • 语法 约定格式
  • 语义 约定的每一部分代表的含义
  • 时序 例：三步握手
• 数据编码(语法)表达内容
  
  • 文本编码(空间浪费较多)
    
    • 逗号分隔
      
      • 对顺序有强要求
      • 特殊分隔符”,” 转移
      • 不能表达结构信息，类型安全…
    • key-value(http常用)
      
      • 清晰表达能力
      • 顺序无关
      • 可扩展性好
      • 前后兼容性
      • 不能表达相对复杂结构化信息、嵌套信息，不能进行类型安全检查
      • 不容易形成较好规范
    • XML
      
      • 自描述
      • 类型安全检查信息
  • 二进制编码
    
    • TLV(Tag-Length-Value)
      
      • Value也可为TLV结构
      • 信息表达能力强
      • 数据压缩效果不是很好
    • Google ProtoBuff
      
      • 开源、跨平台、跨语言
      • 自描述实现兼容性
      • 数据组织方式有效减少网络传输大小与流量消耗
      • 更小、快、简单
      • 前后兼容
      • 良好的文档、社区、案例支持，使用广泛
  • 其他
    
    • 压缩
    • 加密
      
      • 非对称加密（RSA）—— 身份验证、密钥交换
      • 对称加密（AES、DES）
• 语义 —— 业务数据
  
  • 扩展性
    
    • 规模扩展（后台），通常依赖无状态网络协议或带资源标识的有状态
    • 功能扩展
  • 兼容性
    
    • 版本号
    • 自描述
  • 并发性
  • 错误处理
  • 简洁、高效
• 语义 —— 信令数据
  
  • 分包，区分并发请求划分间隔
    
    • octet-stuffing 特殊分隔符
    • octet-counting 计算长度
    • connect-blasting 断连接
  • 兼容性与扩展性
    
    • 版本号
    • 压缩、加密算法
  • 并发处理
    
    • 序列号、命令号
  • 精简
• 时序同步
  
  • 工具 —— 时序图、状态图