最近一段時間，看了一下極客時間的《趣談網(wǎng)絡協(xié)議》，簡單整理一下。網(wǎng)絡，雖然是計算機行業(yè)的基礎知識，但是更多的像文科內(nèi)容，這么多年了，還是那些內(nèi)容，同樣也需要記憶。那本文就通過幾個經(jīng)典案例，梳理一下網(wǎng)絡的核心知識。
1 瀏覽器中輸入網(wǎng)址，敲擊回車，到底發(fā)生了什么？
1.1 分層
因為后續(xù)所有的分析都要基于網(wǎng)絡分層這個概念，所以我們先簡單講一下網(wǎng)絡分層。
網(wǎng)絡分為4層（OSI的7層只是理論指導，我們在此不分析）。
- 傳輸鏈路層： MAC
- 網(wǎng)絡層： IP
- 傳輸層： TCP/UDP
- 應用層： HTTP 等
但是沒有想過，為什么要分層呢？
就是因為網(wǎng)絡太復雜了，分層之后，各層之間相互協(xié)作，上層依賴下層，每一層有自己的使命。
1.2 本機配置IP（DHCP）
在點擊回車發(fā)送之前，我們有一個默認前提， 就是自己的電腦已經(jīng)有了IP，但是我們有沒有想過，這個IP是怎么設置的呢？
很久之前，都是手動配置。
但是有沒有想過，如果在一個幾萬人的公司，你需要抱著電腦到處開會溝通，如果每到一個區(qū)域都要配置一個網(wǎng)絡，是不是要累死了，那怎么辦呢？就是用了DHCP - 動態(tài)主機配置協(xié)議。
DHCP主要分了三個過程: 為主機配置IP , IP 回收， IP 續(xù)租。
1.2.1 為主機配置IP
1.2.2 IP 回收
不用了，直接收回即可。
1.2.3 IP 續(xù)租
租期過去50%，客戶機要想DHCP server發(fā)送續(xù)租請求，進行續(xù)租即可。
1.3 查找域名對應的IP與MAC
我們已經(jīng)為主機配置了IP，此時就進入點擊回車的步驟了。
我們輸入的是域名，那么會怎樣找到對應的機器呢？不要慌，我們先找ip。
1.3.1 IP的分類
在找ip之前，我們先看下IP的分類。
ip之前分A/B/C/D/E幾類，前三類 分網(wǎng)絡號+ 主機號，主機號太短，可用的主機太少，后來就淡化分類，采用CIDR。
另外，在大的局域網(wǎng)中，還區(qū)分了內(nèi)網(wǎng)跟外網(wǎng)，每個分類給自己留了一堆內(nèi)網(wǎng)地址。
1.3.2 IP的結構與組成
A、B、C類的組成結構：
1.3.3 DNS 域名解析
前面講了IP的分類與組成，這部分我們來看下根據(jù)一個域名，是如何找到對應的IP的。
其流程如下：
畫個圖說明一下根、頂級、權威三級域名服務器的關系：
另外，DNS處理域名解析之外，還有負載均衡的作用，在大型網(wǎng)絡部署中通過DNS解析，使得對應地區(qū)的用戶訪問就近機房的機器。這兒我們就不講解了。
1.3.4 ARP: 連接建立之前，先要找到對應的MAC地址
前面我們講過，網(wǎng)絡傳輸是從上層到下層的，IP的下一層是傳輸鏈路層，對應的是MAC。找到了域名對應的IP，那我們看下MAC。
1.3.4.1 MAC地址
1.3.4.2 ARP
ARP的功能很簡單，就是實現(xiàn)了IP到MAC的轉換。
如果IP是同一網(wǎng)段，發(fā)個廣播，對應IP的MAC地址就找到了。
如果目標IP跟源IP不是同一網(wǎng)段，則需要路由器轉發(fā)（轉發(fā)規(guī)則在下一小節(jié)介紹），一級一級地找。
具體流程參見 參考文獻部分。
插播一條 RARP: 由MAC找IP, 主要用在無盤工作站。
工作流程：在網(wǎng)絡中配置一臺RARP服務器，里面保存著IP地址和MAC地址的映射關系，當無盤工作站啟動后，就封裝一個RARP數(shù)據(jù)包，里面有MAC地址，然后廣播到網(wǎng)絡上去，當服務器收到請求包后，就查找對應的MAC地址的IP地址裝入響應報文中發(fā)回給請求者。因為需要廣播請求報文，因此RARP只能用于具有廣播能力的網(wǎng)絡
1.3.4.3 網(wǎng)關路由
1.4 建立連接
1.4.1 三次握手
找到了ip ，那我們就要開始建立連接了。經(jīng)典的三次握手。
1.4.2 為什么不是兩次握手？為什么不是四次握手？
1.5 消息傳輸?shù)腡CP可靠性保證
握手建立了，都說TCP是可靠的，那它是如何保證的呢？
1.5.1 可靠性保證需要關注哪幾方面？
1.5.2 TCP的格式
TCP為了解決上述四個問題，有哪些結構上的保障呢？
1.5.3 緩沖區(qū)
另外在發(fā)送端、接收端都有緩沖區(qū)來支持：
1.5.4 靠譜的機制
1.6 發(fā)送請求
1.6.1 請求格式
連接建立了，保障機制也有了，那我們看一下這個請求里面到底包含了什么？
1.6.2 數(shù)據(jù)傳輸
1.6.2.1 遇到大文件傳輸怎么辦？
1.6.2.2 怎么保證有狀態(tài)的？
http本身是無狀態(tài)的，http怎么保證狀態(tài)流轉呢？
1.6.2.3 提高安全性 https
為了提高安全性，很多網(wǎng)站引入了https 。采用非對稱加密跟對稱加密的組合。
https具體的交互流程 網(wǎng)上隨處可見，這兒就不展開了，列個連接：
https的交互流程： https://www.cnblogs.com/xiohao/p/9054355.html
1.6.2.4 提高傳輸性能 http2
1.6.3 首部字段梳理
1.7 響應處理
1.7.1 響應格式
1.7.2 狀態(tài)碼
1.8 斷開連接
1.8.1 四次揮手
1.8.2 TCP狀態(tài)機
2 網(wǎng)絡不通了，我們怎么確認下是哪兒出了問題？
網(wǎng)絡不通，ping一下看看。ping是ICMP 互聯(lián)網(wǎng)傳輸控制協(xié)議的一種。
另外，ICMP還包含了差錯報文控制協(xié)議。
3 傳統(tǒng)C/S要變了，我們需要去中心
3.1 對等網(wǎng)絡 P 2 P
3.2 算法 KAD
3.2.1 節(jié)點角色
一個節(jié)點，提供了兩個角色：
一個是通過UDP協(xié)議組建的節(jié)點網(wǎng)絡；
另外一個是啟動一個TCPserver，用于上傳和下載。
3.2.2 DHT算法的規(guī)定
3.2.3 核心流程
相近或者相似 的哈希，在KAD算法中，是通過異或來計算的。
3.2.3.1 新 node 下載某文件（比如文件1）的過程
3.2.3.2 DHT網(wǎng)絡中的多節(jié)點關系是怎么維護的？
3.2.3.3 一個節(jié)點是如何查找另外一個節(jié)點的？
3.2.3.4 節(jié)點間溝通？
3.2.3.5 DHT網(wǎng)絡節(jié)點更新？
4 socket編程 了解一下？
4.1 概述
4.2 基于TCP的socket編程
一旦connect之后，握手成功，服務端的accept就會返回另外一個socket . 就是監(jiān)聽socket跟真正用來傳數(shù)據(jù)的socket 是兩個。
socket在Linux中，就是一個文件，這個文件指向socket在內(nèi)核中的結構。這個結構里面有另兩個隊列，發(fā)送隊列和接收隊列。
4.3 基于UDP的socket編程
4.4 服務器如何處理更多的任務？
5 再說一下UDP？
6 速度再快一點-CDN
7 參考文獻
同一局域網(wǎng)ARP : https://zhuanlan.zhihu.com/p/28771785
跨局域網(wǎng)ARP: https://zhidao.baidu.com/question/2009765406663037188.html?qbl=relate_question_2
《趣談網(wǎng)絡協(xié)議》
整理筆記xmind文件： https://pan.baidu.com/s/1RTD5JtwzJIIaNfSzzSlUtA
8 其他
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