為什么要學習網路協議

相信大家都聽過通天塔的故事，上帝為了阻止人類聯合起來，讓人類說不同的語言，人類沒法溝通，達不成“協議"，通天塔的計劃就失敗了，

但是千年以后，有一-種叫“程式猿”的物種，“敲”著一種這個群體通用的語言，打造著互聯網世界的“通天塔”，如今的世界，正是因為互聯網，才連接在一起，

還記得當"Hello World!"在顯示幕上出現的時候，你激動的心情嗎?

如果你是程式員，一定看得懂上面這一段文字， 這是每一個程式員向計算機世界說“你好，世界”的方式，但是，你不一定知道，這段文字也是一種協議，是人類和計算機溝通的協議，只有通過這種協議，計算機才知道我們想讓它做什么，

為了深入理解‘網路協議’，下面就讓我們一起進入它的‘世界’吧

目錄

第1章通信協議概述

程式是如何作業的

揭秘層與層之間的關系

小結

總結一下本節的內容，理解網路協議的作業模式，有以下兩個小竅門，

• 始終想象自己是一個處理網路包的程式:如何拿到網路包，如何根據規則進行處理，如何發出去，
• 始終牢記一個原則:只要是在網路上跑的包，都是完整的，可以有下層沒上層，絕對不可能有上層沒下層，

第2章從二層到三層

第一層:物理層

第二層: MAC層

拓撲結構是怎么形成的

我們常見到的辦公室內部結構大多是一排排的桌子， 每個桌子上都有一個網口， 一排十幾個座位就有十幾個網口，一個樓層就會有幾十個甚至上百個網口，如果算上所有樓層，這個場景自然比宿舍復雜多了，哪里復雜呢?接下來會具體講解，

如何解決常見的環路問題

這樣看起來，兩個交換機作業得非常好，隨著辦公室越來越大，交換機數目肯定越來越多，整個拓撲結構就會變得復雜，這么多網線，繞來繞去，不可避免地會出現一些意料之 外的情況，比較常見的就是環路問題，

如圖2-7所示，當兩個交換機將兩個物理段同時連接起來時，你可能會覺得，這樣確保了拓撲結構的高可用性，但是卻不幸地出現了環路，出現了環路會有什么結果呢?

STP中那些難以理解的概念

IP頭和MAC頭什么時候變、什么時候不變

對于服務器發送包時IP頭和MAC頭什么時候變、什么時候不變這個問題，可以分兩種型別進行討論，我把它們稱為“歐洲十國游”和“玄奘西行”，

之前我說過，MAC地址是一個在局域網內才有效的地址，因而，MAC地址只要過網關，就必定會改變，因為已經換了局域網，“歐洲十國游”和“玄奘西行”兩者主要的區別在于包的IP地址是否改變，不改變IP地址的網關，我們稱為轉發網關;改變IP 地址的網關，我們稱為NAT ( Network Address Translation )網關，

動態路由的兩種分類

動態路由的兩個實作

第3章最重要的傳輸層

TCP頭格式

TCP的三次握手

由于內容實在太多了，避免影響到大家的閱讀體驗，就不一一展示了，只提取部分內容以供大家參考..........................

TCP四次揮手

TCP狀態機

將連接建立和連接斷開的兩個時序狀態圖綜合起來，就是著名的TCP的狀態機，如圖3-5所示，學習時建議將這個狀態機和時序狀態機對照著看，

流量控制問題

基于UDP的socket程式的函式呼叫程序

第4章最常用的應用層

HTTP請求報文的構建

HTTP回傳報文的構建

HTTP的回傳報文是有一-定格式的，也是基于HTTP1.1的，結構如圖4-3所示，

HTTP 2.0

HTTPS的作業模式

我們知道，非對稱加密在性能上不如對稱加密，那是否能將兩者結合起來呢?例如，使用非對稱加密傳輸對稱加密的密鑰，而雙方大部分的通信都通過對稱加密進行，

這當然是可以的，即HTTPS的總體思路，如圖4-10所示，

DHT

第5章陌生的資料中心

示例:通過DNS服務器訪問資料中心中物件存盤上的靜態資源

假設全國有多個資料中心，托管在多個運營商處，每個資料中心有三個可用區( AvailableZone )，物件存盤通過跨可用區部署實作高可用，在每個資料中心中，至少要部署兩個內部負載均衡器，內部負載均衡器后面對接多個物件存盤的前置服務器( Proxy-server )，下面我們以通過DNS服務器訪問資料中心中物件存盤上的靜態資源為例，看看DNS決議和負載均衡的整個程序，如圖5-3所示，各個步驟含義如下:

IPsec VPN的建立程序

2.5G網路

4G網路協議決議

異地上網問題

第6章云計算中的網路

虛擬網卡的原理

那網路是如何“騙”應用的呢?如何將虛擬機的網路和物理機的網路連接起來呢?

如圖6-1所示，首先，虛擬機要有張網卡， 對于qemu-kvm 來說，這是通過Linux系統上的一種TUN/TAP技術來實作的，

OpenFlow協議和Open vSwitch

SDN有很多種實作方式，我們來看一種開源的實作方式，

如何在云計算中使用Open vSwitch

Open vSwitch 這么牛，如何在云計算中使用呢?圖6-21是使用傳統的VLAN模式和使用Open vSwitch的一個對比圖，

控制網路的QoS有哪些方式

云中網路之隔離GRE、VXL AN:雖然住一個小區，也要保護隱私

第7章容器技術中的網路

Calico網路模型的設計思路

我們看圖7-14中的兩臺物理機，它們的物理網卡在同一個二層網路里面，由于兩臺物理機的容器網段不同，完全可以將兩臺物理機配置成為路由器，并按照容器的網段配置路由表，

RPC概述:遠在天邊，近在眼前

服務發現問題

第8章微服務相關協議

資料中心內部是如何相互呼叫的

傳輸協議問題

如何解決Dubbo的協議約定問題

服務發現問題已經通過注冊中心解決了，我們下面就來看一下Dubbo的協議約定問題，

第9章網路協議知識串講

部署一個高可用高并發的電商平臺

首先，要有個電商平臺，假設我們已經有了一個特別大的電商平臺，這個平臺應該部署在哪里呢?如果使用公有云，一般會部署在多個位置，比如華東、華北、華南，我們的電商是要服務全國的，所以部署范圍要廣，同時，我們把主站點放在華東，如圖9-1所示，

大聲告訴全世界，可以到我這里買東西

當電商應用搭建完畢之后，接下來需要將如何訪問到這個電商網站廣播給全網，

圖9-2畫的是一個可用區的情況，對于多個可用區，我們可以隱去計算節點的情況，將外網訪問區域放大，如圖9-3所示，

看上寶貝點下單，雙方開始建連接

如果你瀏覽了很多圖片，發現實在喜歡某個商品，于是決定下單購買，

電商網站針對下單的情況提供了RESTful 的下單介面，而對于下單這種需要保密的操作，要通過HTTPS進行請求，

在進行所有這些操作之前，首先要做的事情是建立連接，程序如圖9-6所示，

從資料中心進網關，公網NAT成私網

網路包從手機端經歷千難萬險，終于到了SLB的公網IP地址所在的公網網口，由于MAC地址和IP地址與之相匹配，因而網口將網路包收了進來，

如圖9-10所示，虛擬網關節點的公網網口上會有一個NAT規則，將公網IP地址轉換為VPC里面的私網IP地址，這個私網IP地址就是SLB的HAProxy所在的虛擬機的私網IP地址，

準備一個Docker的鏡像

Open vSwitch的實驗

筆記三大特點

第一，會從身邊經常見到的事情出發，用講故事的方式來講解各種協議，然后慢慢擴大到不熟悉的領域，

例如，每個人都會使用查看IP地址的命令，我們就從這個命令開始，展開講解一些相關概念，每個人都在大學宿舍組過簡單的網路來打游戲，我們就從宿舍網路涉及的最簡單的網路概念開始講，然后說到辦公室網路，再說到日常常用的與上網、購物、視頻下載等活動相關的網路協議，最后才說到最陌生的資料中心，說到這里的時候，很多概念已經在前面的“宿舍”和“辦公室”的例子中都出現過，因此更容易接受和理解，

第二，講解網路協議時會更加貼近使用場景，將各個層次的關系串連起來，而非孤立地講解某個概念，

常見的計算機網路課程往往會按照網路分層，. 一層一層地講，卻很少講層與層之間的關系，例如，我們在學習路由協議的時候，在真實場景中，這么多的演算法和二層是什么關系呢?和四層又是什么關系呢?再比如，我們在真實的網路通信中訪問一個網站、進行一次支付， 那么在TCP三次握手的時候，IP 層在干什么? MAC層在干什么?這些內容本書都會逐一講解，

第三，在講解完各個層次的協議之后，會講述如何在當前熱門領域(比如云計算、容器和微服務)中使用這些協議，

通過學習本書，讀者一方面可以了解這些網路協議的真實應用場景，另一方面也可以通過上手使用云計算、容器、微服務來進一步 加深對于網路協議的理解，

這份【趣談網路協議】檔案共有435頁，需要完整版的朋友，可以點贊此文關注小編，【見下圖】獲取！！

當然，單單有檔案看是遠遠不夠的，還有視頻和相匹配的課件進行學習提升，努力把計算機網路這一塊兒給搞明白，相信一定會有不凡的人生！！

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好了，今天就分享到這里了，希望大家能夠好好學習，把計算機網路這一塊兒給提升上來，也希望本文能夠得到大家的喜歡！！