要成为技术牛人，搞定大系统，一定要过网络这一关，而网络协议在网络中占有举足轻重的地位

我把这样的网络协议学习过程总结为：一看觉得懂，一问就打鼓，一用就糊涂。

一种学习知识的方法和态度：看似最枯燥、最基础的东西往往具有最长久的生命力。

只有通过网络协议，才能使一大片机器互相协作、共同完成一件事。

一些术语：
URL DNS HTTPDNS
应用层
传输层 TCP UDP
网络层 IP协议
网关 DHCP协议配置IP地址
MAC 地址 ARP协议
路由协议 OSPF BGP

【精华】趣谈网络协议 - 图1

—- 补充 —- :::info OSI 七层模型：

  • 应用层：网络服务与最终用户的一个接口
  • 表示层：数据的表示、安全、压缩
  • 会话层：建立、管理、终止会话
  • 传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验
  • 网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择
    • ICMP
    • IGMP
    • IP V4V6
  • 数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能
  • 物理层 :::

网络分层的真实含义是什么？

TCP三次握手

复杂的程序都要分层；

这里要记住一点：只要是在网络上跑的包，都是完整的。可以有下层没上层，绝对不可能有上层没下层。

所以如果一个 HTTP 协议的包跑在网络上，它一定是完整的。
无论这个包经过哪些设备，它都是完整的。

所谓的二层设备、三层设备，都是这些设备上跑的程序不同而已。
一个 HTTP 协议的包经过一个二层设备，二层设备收进去的是整个网络包。
这里面 HTTP、TCP、 IP、 MAC 都有。
什么叫二层设备呀，就是只把 MAC 头摘下来，看看到底是丢弃、转发，还是自己留着。
那什么叫三层设备呢？就是把 MAC 头摘下来之后，再把 IP 头摘下来，看看到底是丢弃、转发，还是自己留着。

ipconfig ；ifconfig ；ip addr

NAT

NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。
这种方法需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。这样，所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。
另外，这种通过使用少量的公有IP 地址代表较多的私有IP 地址的方式，将有助于减缓可用的IP地址空间的枯竭。在RFC 2663中有对NAT的说明。

NAT不仅能解决IP地址不足的问题，而且还能够有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。
1.宽带分享：这是 NAT 主机的最大功能。
2.安全防护：NAT 之内的 PC 联机到 Internet 上面时，他所显示的 IP 是 NAT 主机的公共 IP，所以 Client 端的 PC 当然就具有一定程度的安全了，外界在进行 portscan（端口扫描） 的时候，就侦测不到源Client 端的 PC 。

A 类：10.0.0.0～10.255.255.255
B 类：172.16.0.0～172.31.255.255
C 类：192.168.0.0～192.168.255.255

UDP 协议

传输层

TCP UDP 区别 前者面向连接，后者面向无连接

所谓的建立连接，是为了在客户端和服务端维护连接，而建立一定的数据结构来维护双方交互的状态，用这样的数据结构来保证所谓的面向连接的特性。

TCP 提供可靠交付：无差错，不丢失，不重复，按序到达
TCP 面向字节流的，UDP 基于数据报的
TCP 可以有拥塞控制
TCP 有状态服务，UDP 无状态服务

【精华】趣谈网络协议 - 图2

UDP 使用场景

  • 需要资源少，在网络情况比较好的内网，或者对于丢包不敏感的应用
  • 不需要一对一沟通，建立连接，而是可以广播的应用

  • 需要处理速度快，时延低，可以容忍少数丢包

  • QUIC 快速UDP互联网络连接

  • 流媒体的协议 RTMP
  • 实时游戏
  • IoT 物联网
  • 移动通信领域 GTP-U

Q1: TCP 是面向连接的，在计算机看来，怎样才算是一个连接呢？
Q2：TCP 的连接如何建立，如何关闭？

TCP 协议

【精华】趣谈网络协议 - 图3

序号：解决乱序的问题
确认序号：
状态位：

  • SYN 发起一个连接
  • ACK 回复
  • RST 重新连接
  • FIN 结束连接

为什么要三次握手：保证双方的消息都有去有回

状态图

Advertised window

  • 发送、已确认
  • aw 发送、未确认
  • aw 未发送、可发送
  • 未发送、不可发送

Socket

IPv4 AF_INET
IPv6 AF_INET6
TCP SOCK_STREAM
UDP SOCK_DGRAM

C10K 问题
IO 相关的知识点

IO多路复用

  • select
  • epoll

Linux 中的内核函数

【2020-9-1 13:59:50】二刷有感：还是有很多细节不够深入，毫无疑问，后面还有三刷，四刷…

HTTP 协议

URL 统一资源定位符

【精华】趣谈网络协议 - 图4
Accept-Charset
Content-Type
Cache-control

HTTP2.0

HTTP 2.0 成功解决了 HTTP 1.1 的队首阻塞问题，同时，也不需要通过 HTTP 1.x 的 pipeline 机制用多条 TCP 连接来实现并行请求与响应；减少了 TCP 连接数对服务器性能的影响，同时将页面的多个数据 css、js、 jpg 等通过一个数据链接进行传输，能够加快页面组件的传输速度。

QUIC

  • 自定义连接机制 替换四元组（源IP端口目的IP端口）64位随机数ID
  • 自定义重传机制
  • 无阻塞的多路复用（多个stream之间没有依赖）
  • 自定义流量控制

深入学习QUIC

HTTPS

看的头好大…