01
协议栈全景
交易系统为什么需要网络协议栈？从物理层到应用层的分层逻辑，以及本课程的学习路径图。
全景导学
02
物理层与数据链路层实战
网卡工作原理、MAC地址与帧结构、交换机转发逻辑，以及如何用Python抓取原始数据包。
抓包帧
03
网络层核心：IP协议与路由
IPv4报文结构、子网划分、路由表与最长前缀匹配，用Python实现一个简易的路由器转发逻辑。
路由子网
04
传输层基石：TCP与UDP
端口号、TCP三次握手与四次挥手、滑动窗口与拥塞控制，用Python实现一个简单的TCP回射服务器。
TCP回射
05
应用层协议：HTTP/1.1与WebSocket
HTTP报文格式、状态码、长连接与WebSocket握手，用Python实现一个迷你HTTP服务器。
HTTPWebSocket
06
Socket编程入门
从伯克利套接字到Python socket模块，阻塞与非阻塞IO，用Python写一个多客户端聊天室。
Socket聊天室
07
IO多路复用：select、poll与epoll
为什么需要IO多路复用？三者的区别与适用场景，用epoll实现一个高并发echo服务器。
epoll高并发
08
Reactor模式与事件驱动
Reactor模式的核心思想，用Python的selectors模块实现一个简易Reactor框架。
Reactor事件驱动
09
内存管理：零拷贝与内存池
传统IO的拷贝开销，mmap与sendfile零拷贝技术，用Python的memoryview实现零拷贝示例。
零拷贝mmap
10
序列化与反序列化：从JSON到Protobuf
为什么需要序列化？JSON的优缺点，Protobuf的编码原理与性能对比，用Python实现Protobuf编解码。
Protobuf序列化
11
自定义应用层协议设计
设计一个简单的交易协议（TLV格式），包括消息头、消息体、校验和，用Python实现编解码器。
TLV编解码
12
粘包与拆包问题
TCP流式传输带来的问题，四种常见的解决方案（定长、分隔符、长度前缀、TLV），用Python实现长度前缀解码器。
粘包拆包
13
连接管理：连接池与心跳机制
为什么需要连接池？连接池的设计要点，心跳包的作用与实现，用Python实现一个简单的连接池。
连接池心跳
14
重传与超时机制
超时重传的RTT估算，指数退避算法，用Python实现一个带超时重传的可靠UDP传输。
重传UDP
15
流量控制与背压
生产者-消费者模型中的背压问题，滑动窗口在应用层的实现，用Python实现一个带背压的异步队列。
背压滑动窗口
16
网络安全基础：TLS/SSL协议
对称加密与非对称加密，TLS握手过程，用Python的ssl模块为socket添加加密层。
TLS加密
17
认证与授权：Token与JWT
基于Token的认证流程，JWT的结构与签名验证，用Python实现JWT的生成与验证。
JWT认证
18
协议兼容性与版本管理
向后兼容与向前兼容，协议版本号的设计，用Python实现一个带版本号的协议解析器。
兼容性版本
19
性能测试与基准
延迟、吞吐量与并发数，wrk与locust工具的使用，用Python编写一个简单的延迟测试工具。
性能wrk
20
异步框架：asyncio深入
事件循环、协程与任务，asyncio的传输层与协议层，用asyncio实现一个高性能TCP服务器。
asyncio协程
21
多线程与多进程模型
GIL的影响，多线程与多进程的适用场景，用concurrent.futures实现一个混合模型服务器。
多线程多进程
22
无锁编程与原子操作
锁的开销，CAS与原子操作，用Python的multiprocessing.shared_memory实现无锁共享数据。
无锁原子操作
23
日志与监控：结构化日志与指标收集
为什么需要结构化日志？Prometheus指标格式，用Python的logging与prometheus_client实现监控。
日志Prometheus
24
优雅关闭与热更新
信号处理与优雅关闭，热更新协议处理逻辑，用Python实现一个支持热更新的服务器。
优雅关闭热更新
25
分布式协议基础：Raft共识算法
Leader选举、日志复制与安全性，用Python实现一个简化的Raft节点。
Raft共识
26
消息队列与发布订阅
Redis Pub/Sub与Kafka协议对比，用Python实现一个基于Redis的简易消息队列。
消息队列Redis
27
网关与代理
Nginx反向代理原理，自定义协议网关的设计，用Python实现一个简单的协议转换网关。
网关代理
28
全链路追踪：OpenTelemetry
Trace与Span的概念，用Python的OpenTelemetry SDK实现一个简单的追踪示例。
追踪OpenTelemetry
29
混沌工程与故障注入
网络延迟、丢包与分区模拟，用Python的toxiproxy或tc实现故障注入测试。
混沌故障注入
30
综合实战：构建一个迷你交易网关
从协议设计到部署，整合前面所有知识点，用Python实现一个完整的交易网关原型。
综合实战交易网关