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物理层

物理层通过铜缆、光纤和无线介质传输比特。后端工程师通常不直接管理线缆，但物理约束仍然决定着服务延迟和可靠性。

为什么后端工程师需要关注​

  • 区域选择直接影响 API 延迟。
  • 跨区域复制性能受光速延迟约束。
  • 底层丢包和抖动在上层表现为重试、超时和吞吐量崩溃。

传输介质​

介质典型距离吞吐量说明
铜缆以太网短到中等高成本低，对电磁干扰更敏感
光纤长很高延迟一致性更好
无线不定不定抖动和干扰更大

带宽 vs 吞吐量​

  • 带宽：理论最大线路速率。
  • 吞吐量：扣除协议开销、丢包和拥塞后的实际传输速率。

实际吞吐量总是低于带宽。

延迟构成​

端到端延迟通常包括：

  1. 传播延迟（距离）。
  2. 序列化延迟（数据包大小 / 链路速率）。
  3. 排队延迟（缓冲压力）。
  4. 处理延迟（设备处理）。

区域和可用区规划​

  • 尽可能将延迟敏感路径保持在同一区域内。
  • 多可用区用于高可用，而非跨洲低延迟。
  • 多区域场景下，规划异步模式和冲突策略。

常用命令​

# RTT 和丢包
ping -c 10 8.8.8.8

# 逐跳路径
traceroute api.example.com

# 综合丢包和延迟趋势
mtr -rw api.example.com

典型生产场景​

场景 1：全球用户，单区域部署​

症状：远距离地理区域用户报告首字节延迟高。

对策：

  • 按地理位置测量 RTT。
  • 增加区域边缘节点/CDN。
  • 将读密集流量路由到最近的区域。

场景 2：跨区域数据库复制延迟​

症状：写入高峰期复制延迟增大。

对策：

  • 重新评估区域对之间的延迟预算。
  • 尽可能批量写入。
  • 重新审视同步 vs 异步复制需求。

检查清单​

  • 确认每个区域的目标延迟 SLO。
  • 测量 p50/p95/p99 RTT，不仅看平均值。
  • 同时跟踪丢包和抖动，而非只看吞吐量。
  • 记录区域拓扑和故障切换路径。

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