Backend cheats

Данный репозиторий представляет собой наглядную шпаргалку по основным темам в области Backend-разработки. Весь материал разбит на темы и подтемы. Структура материала состоит из 3 частей:

• Визуальная часть - различные изображения/таблицы для лучшего понимания (может отсутствовать). Все рисунки и таблицы сделаны с нуля, специально для этого репозитория.
• Краткое описание - очень краткая выжимка информации, позволяющая понять лишь основную суть.
• Ссылки на источники - ресурсы, где можно найти полную информацию по конкретному вопросу. По возможности мы стараемся указывать максимально авторитетные источники, либо же те, которые предоставляют информацию максимально простым и понятным языком.

Изучать материал можно последовательно шаг за шагом.

Репозиторий находится в стадии активной разработки, поэтому постоянно обновляется или дополняется.

Содержание

• 1. Сеть и интернет
  • Как устроен интернет
  • Браузеры и как они работают
  • Что такое DNS
  • Что такое доменное имя
  • Хостинг
  • Cтек протоколов TCP/IP
  • Проблемы сети
  • IPv4 и IPv6
  • Трассировка маршрутов

Сеть и интернет

Интернет - это всемирная система объединяющая компьютерные сети со всего мира в единую сеть для хранения/передачи информации. Изначально Интернет разрабатывался для нужд военных. Но вскоре он стал внедряться в учреждения образования (университеты), а затем его смогли использовать частные компании, которые начали организовывать сети провайдеров, предоставляющие услуги доступа в Интернет обычным гражданам. К началу 2020 года количество пользователей в сети Интернет перевалило за 4.5 млрд человек.

Интернет — Википедия (wikipedia.org)

История Интернета — Википедия (wikipedia.org)

• Как устроен Интернет

Ваш компьютер никогда не был связан с Интернетом напрямую. Он видит только свою локальную сеть, в которую проводным (Ethernet) или беспроводным (Wi-Fi, Bluetooth) путем подключены другие устройства.

Для связи с Интернетом в вашей локальной находиться специальный мини-компьютер - маршрутизатор. Далее этот маршрутизатор связывает вас с интернет-провайдером, который в свою очередь связан с другими провайдерами более высокого уровня. Таким образом, ваше сообщение, пройдя транзитом через сеть нескольких провайдеров, достигнет сеть назначения.

Хост (host - принимающий) - любое устройство, которое находится в какой-либо сети.

Сервер (serve - обслуживать) - специальный компьютер в сети, который обслуживает запросы поступающие от других компьютеров.

Как работает Интернет - MDN (mozilla.org)

Основы программирования. Как работают сети? - YouTube

Хост — что это такое и как он работает

Сервер — Википедия (wikipedia.org)

Что такое сервер и как он работает

• Браузеры и как они работают

Браузер - это клиент, с помощью которого можно отправлять запросы на сервер для получения файлов, которые впоследствии используются для отрисовки web-страниц. Большинство пользователей используют именно браузеры для работы в сети Интернет.

Как работают браузеры — MDN (mozilla.org)

Браузер — Википедия (wikipedia.org)

• Что такое DNS

DNS (Domain Name System) - это децентрализованная система именования адресов в Интернете, которая позволяет создавать удобные для человека буквеные наименования (доменные имена) соответствующие числовым IP-адресам, которые используются компьютерами.

IP-адрес - уникальный идентификатор устройства находящегося в какой-либо сети.

Система доменных имен DNS | Курс "Компьютерные сети" — YouTube

DNS — Википедия (wikipedia.org)

IP адрес — HackWare.ru

IP-адрес — Википедия (wikipedia.org)

• Что такое доменное имя

Доменные имена представляют собой человеко-читаемые адреса веб-серверов, доступных в Интернете. Они состоят из частей (уровней) разделенных между собой точкой. Каждая из этих частей предоставляет специфическую информацию о доменном имени. Например страну, название сервиса, локализацию и т.д.

Что такое доменные имена - MDN (mozilla.org)

Как работают домены

• Хостинг

Хостинг (hosting) - специальная услуга, предоставляемая хостинг-провайдерами, которая позволяет арендовать пространство на сервере (который круглосуточно подключён к сети Интернет), где могут храниться ваши данные и файлы. Существуют различные варианты хостинга, где вы можете использовать не только дисковое пространство сервера, но и так же процессорную мощность для работы ваших сетевых приложений.

Хостинг: варианты, сравнения, пользовательская статистика — habr.com

Хостинг: что это, зачем и как выбрать

• Cтек протоколов TCP/IP

Стек TCP/IP - это модель (набор правил), которая описывает способ передачи данных от источника информации к получателю.

Протокол - это всего лишь набор правил, документ, фиксирующий договорённость. В частности в стеке TCP/IP протоколы описывают правила взаимодействия между уровнями / в пределах одного уровня.

На начальном этапе не стоит сильно погружаться в эту тему, но иметь общее представление, как ваши данные проходят через все уровни протоколов, будет полезно.

TCP - это протокол обеспечивающий надежную передачу данных. TCP гарантирует доставку данных и сохранение порядка следования сообщений. Но это сказывается на скорости передачи. Данный протокол используется там, где потеря информации недопустима, например для отправки почты.

UDP - это простой протокол с быстрой передачей данных. Он не использует механизмов для гарантирования доставки и порядка следования данных. Используется, например в онлайн-играх, где частичная потеря пакетов не критична, но скорость передачи данных имеет гораздо более важное значение. Так же, запросы к DNS-серверам происходят через UDP протокол.

MAC-адрес - уникальный идентификатор, назначенный сетевому адаптеру какого либо-устройства.

Модель и стек протоколов TCP/IP — YouTube

Протокол TCP — YouTube

Протокол UDP — YouTube

TCP/IP — Википедия (wikipedia.org)

Всё, что вы хотели знать о МАС адресе — habr.com

• Проблемы сети

• IPv4 и IPv6

IPv4 и IPv6 соответственно 4 и 6 версии IP-адреса. IPv4 разработана в 1981 году и ограничивает адресное пространство около 4.3 млрд (2^32) возможными уникальными адресами. Но со временем распределение адресного пространства стало происходить значительно более быстрыми темпами, что вынудило создание новой версии IP-адреса для хранения большего количества адресов. IPv6 способен обеспечить более 300 млн IP-адресов на каждого жителя Земли.

IPv4 — Википедия (wikipedia.org)

IPv6 — Википедия (wikipedia.org)

Протоколы IPv4 и IPv6. В чем разница и что лучше?

• Трассировка маршрутов

Трассировка маршрута - процедура, позволяющая отследить по каким узлам, с какими IP адресами, передаётся отправленный вами пакет прежде чем он достигнет точки назначения. Трассировка может применяться для выявления связанных с работой компьютерной сети проблем, а также для исследования/анализа сети.

Трассировка сетевого маршрута — HackWare.ru

Traceroute — Википедия (wikipedia.org)

Операционные системы

• Как работают ОС

• Управление процессами

• Потоки и параллелизм

• Управление памятью

• Межпроцессорное взаимодействие

• Ввод и вывод (I/O)

• Основы POSIX

• Концепции построения сети

Основы Linux

Операционные системы на базе ядра Linux это стандарт в мире серверной разработки, поскольку большинство серверов работают именно на таких ОС. Использовать Linux на серверах выгодно, ведь он рапространяется бесплатно.

Существует огромное количество дистрибутивов (сборок с набором предустановленного ПО) Linux на любой вкус и цвет. Одним из самых популярных является Ubuntu. Именно с него можно начать своё погружение в серверную разработку.

Установить Ubuntu можно на отдельный ПК или ноутбук. Если такой возможности нет, можно воспользоваться специальной программой Virtual Box, в которой можно запускать другие ОС поверх основной. Так же можно запустить Docker контейнер с образом Ubuntu (Docker - это отдельная тема, которая рассматривается в этом репозитории).

После этого можно быстро пройти вводный курс по Linux и Bash.

Далее приведены шпаргалки по основным темам.

• Работа с терминалом

• Установка пакетов

• Скрипты Bash

• Пользователи

• Файловая система

• Работа с SSH

• Планировщик задач

• Системные логи

• Проблемы Linux

Общие знания

• Структуры данных

  • Хэш-таблицы

  • Очередь и стек

  • Связанные списки

  • Двусвязные списки

• Форматы хранения данных

  • Текстовые

  JSON, YAML, XML

  • Бинарные

  Message Pack, BSON, ProtoBuf

• Криптография

  • Хэши и хеш-функции

  • Цифровые подписи

  • Соль для подписей

  • Коллизия хэшей

Язык программирования

Выберите для изучения один из языков (спсиок составлен по моему личному мнению):

• Go
• JavaScript (Node.js)
• Python

• Базовые знания

  • Примитивные типы данных

  • Функции

  • Набор, массив, хеш-таблица, кортеж

  • Объекты/классы/структуры, прототипы/интерфейсы/миксины

  • Ссылки, указатели

  • Область видимости переменных

  • Сборщик мусора

  • Преобразование типов

  • Слабая/сильная типизация в коде

  • Битовые операции

  • Обработка ошибок

• Распараллеливание

  • Процессы

  • Потоки

  • КоРутины

  • Проблемы распараллеливания

  • Атомарные операции

  • Блокировки

• Пакетный менеджер

• Отладчик

• Запуск HTTP-сервера

• Кэширование

• Шаблонизация

• Ввод / Вывод (IO)

Протокол HTTP

• Формат протокола

• Методы HTTP-запросов

• Коды ответов

• Заголовки

• Cookie

• CORS

• CSP

• Безопасность (HTTPS)

• Различия HTTP 1.0 и HTTP 1.1

• HTTP 2

• HTTP 3

• Откладка сети в Chrome Dev Tools

• Работа с HTTP через терминал

• WebSockets

• API форматы

• Web сервера

  • NGNX

  • Apache httpd

Базовое ПО

• Система контроля версий Git

• Контейнеризация и Docker

• Postman / Insomnia

Базы данных

• Реляционные базы данных

• Документоориентированные базы данных

• Redis

• Проблемы баз данных

Дополнительные материалы и источники

• Backend Developer Roadmap: Learn to become a modern backend developer
• bzick/oh-my-backend: Backend Roadmap (from Junior to Senior)
• zhashkevych/awesome-backend: 🚀 A curated and opinionated list of resources (English & Russian) for Backend developers
• УЧЕБНЫЙ КУРС: Компьютерные сети

Made with ♥

LICENSE 2022.