重学了计算机网络，略有小成，经验全部分享出来

红太狼 2023-10-10 22:50 6阅读 0赞

重学计算机网络已经有一段时间了，终于在离开大学多年后又重新拾起了一部分，时至今日已略有小成，并且写了一系列的文章了，会慢慢 发出来。

我反正在学习的过程中是画了好多张图

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上大学的时候就想好好学习网络，梦想着以后成为一名网管。后来发现计算机网络还真是不太好学，非常非常抽象，发现有很多概念好像怎么学都学不明白。这才知道，原来更适合我的网吧管理员，而不是网络管理员。而写代码就不一样了，没那么抽象，而且写出来东西马上能看到成果，写一个方法一运行，马上能输出结果；写一个网页、一段样式，马上就能看到界面的变化。人的大脑最喜欢这种快速反馈了，于是觉得写代码比学网络有意思，这才走上了程序员这条路。

后来工作了，相信大家和我有同感，虽然写的是代码，但是处处离不开网络：

*  普通接口用的是 HTTP\\HTTPS，HTTP 处于整个网络的最顶层应用层；
 *  有一些 RPC 使用的非 HTTP 协议，例如 Dubbo 的 Hessian 直接包装的 TCP 协议；
 *  还有一些场景要直接使用 TCP，例如支持前端的 websocket；
 *  非常流行的高性能网络框架 Netty ；
 *  使用 Dokcer 容器做开发测试的时候；
 *  甚至于使用VmVare 虚拟机的时候，也要了解桥接模式、NAT、仅主机模式的区别；

就算对网络和底层完全不了解，也可以正常写代码，但是，当我们有一天发不满足于只写增删改查，或者在一些外部力量的驱动下，如果不理解网络，那必将寸步难行。

只写增删改查做咸鱼有什么区别，我们是那种甘心做咸鱼的人吗？对于想在技术上更上一层，想要做架构师的同学，网络是我们必须拿下的阵地。

在做了一段时间的咸鱼之后，我还是决定要翻一下身。否则网络这东西总会像一团迷雾一样，时不时飘来挡住视线，一直像一块面纱一样，遮住了系统真正的面容。

## 为什么要学习网络知识 ##

## 可以出去吹牛啊 ##

当碰到一个网络问题，别人都解决不了，你解决了，你说骄傲不，你说自豪不。

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当然，就是说说而已，做人还是要低调，内心就算翻出了花儿，表面上也要淡定的表示这是基本操作。

## 加深对应用框架和架构的理解 ##

现在还能找出哪个系统、哪个应用不依赖于网络吗，好像还真的不太好找。

举两个例子：

## Netty 框架 ##

Netty 可以说是当前最火的网络编程框架，如果你们的项目需要高性能、高可靠的服务端和客户端交互，最好的选择就是 Netty。比如即时沟通功能、比如游戏服务器、比如websocket的服务器端实现。

Netty 是基于TCP\\UDP 实现的，其中有很大部分都是对这两个协议的封装，在理解网络（尤其是TCP）和不理解网络的情况下学习 Netty 是两种完全不同的体验，前者事半功倍，后者事倍功半。

而且现在很多框架都集成了 Netty，比如 Dubbo RPC、RocketMQ、Hadoop等，连 Spring Boot 也已经内置了 Netty 模式。更好的理解 Netty ，才能更好的理解这些框架，怎么才能更好的理解 Netty 呢，当然是要对网络有很好的理解啦。

## 微服务框架 ##

微服务是由多台服务器组成的，这么多的服务器要联动起来，和稳定的网络结构是分不开的。一个复杂的微服务架构，有网关、服务、CDN、还有各种旁路的中间件。网关还分网络网关和应用网关，网关就涉及到负载均衡，负载均衡有4层负载均衡，还有7层负载均衡，各种各样的概念，哪一个都离不开网络。

有可能还用了 docker、k8s，这就更复杂了，容器内部网络、集群网络、外部网络，不了解这些怎么能更好的理解架构。

## 优化系统 ##

也许某一天你当上了架构师，当系统出现瓶颈的时候，需要做优化了。如果你不懂网络，那只能从数据库、中间件、代码层面优化， 缺失了网络层面的优化，而网络优化应该是成本最低的部分。

## 也许能解决一些疑难杂症 ##

有时候，很多问题都是由网络问题引起的。

最简单的相信大家都能处理，比如最常说的 ping一下、telnet一下。

就连阿里云这么大的平台也经常发生网络问题。很早之前，项目中有一些集成了微信服务号的功能，服务部署在阿里云，就出现过异常，现象就是无法正常调用产生临时二维码的接口。通过排查判断应该是阿里云服务器的网络出现了问题，于是立刻提交工单，经过核实，确认是某些阿里云服务器的网络出现了问题，据客服回应是网络抖动，但也不保证当时阿里云在进行某些配置更新，谁知道呢。

除了上面说的简单、明显的网络问题外，还有一些问题是隐藏在背后的，比如一些第三方框架或中间件，在某些情况下会出现非常莫名其妙的问题。我承认找到并解决这些问题确实很困难，必须要动用一些服务端工具、网络工具辅助排查，即使这样，也不一定能顺利的发现问题所在。

没关系，至少理解了网络，就多一条路，也许这条路就能帮我们找到问题呢。但如果你不了解网络，不要说解决问题了，连问题产生的原因都不会知道，连如何排查问题都不知道。

## 为什么看完书转头就忘 ##

不是我不想学啊，看完了转头就忘了。这不就是说的我吗？不瞒你说，我看了好几遍《TCP-IP协议详解》卷1了，到现在还只是掌握了一个大概，理论性的内容最不容易掌握了，因为很难从中得到乐趣，大脑不容易给出积极的反馈。但是有一个好处不得不说，就是助眠，看着看着就困了。

## 多看 ##

上学的时候老师经常说的就是多看多读，不得不说，这个方法确实好用，除非你有过目不忘的天才本领。不要妄想一口吃个胖子，普通的人大脑没办法一下接受那么多陌生的东西。不知道各位有没有过这样的经历，之前学过的一些知识感觉自己没学好、没学懂，学起来很吃力，最终可能糊弄过去或者直接放弃了。而过了一段时间又拿起来学了，发现之前一些没理解的部分突然理解了。

作为一个普通咸鱼，经常有些概念第一次、第二次都不太理解，比如学习 TCP 的时候，前面不理解，导致后面更不容易理解，然后就不想看了，这时候强迫自己继续看下去，当然了，最终的结果可能仍然是不理解，一次、两次都是这样。过些天，重新看的时候经常会有恍然大悟的感觉，奥，原来是这么回事。

## 画出来、写出来 ##

**画出来**，可以帮助我们更直观的理解。大脑不容易接收文字，但是容易接收可视化的东西，为什么短视频比公众号更受欢迎，因为视频通过眼睛可以更直观的传递给大脑，而公众号上的文字要经过大脑的转化，转化的过程大脑就要工作，要工作就累啊。

比如我们学习网络模型的时候，有时候说7层，有时候说4层，因为4层是将7层中的某些层合并了，有一些网络协议工作在应用层、有一些工作在传输层。如果纯靠文字，那简直太抽象了，但是要是通过图形的方式展示出来，一目了然，可以通过下面的图感受一下。一下就知道，7层和4层的区别。

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**写出来**，可以检验我们自己是否真的理解了，大多数时候我们以为自己理解了，但是一旦要讲给别人的时候，发现支支吾吾，有些地方模棱两可。

相信各位写过博客的同学都特别有这种感觉，真正掌握的知识点可以很快的写成文章出来，而那些其实没掌握清楚的知识点，可能一篇文章写出来要用好几天。为什么呢？写着写着发现一个细节说不清楚，如果不想糊弄，就要找相关的书籍、文章，这个过程仍然是学习的过程。

到最后，能把一个概念通过文字的形式讲清楚了，说明自己至少掌握了大部分，也不敢保证100%掌握。

## 要实践啊 ##

纸上谈兵最可怕，尤其是我们程序员这个行业。空谈误自己啊，同志们。写代码就不用说了，不可能只看不实践对吧，那样的话早被公司开除了。

网络这东西都是概念性、抽象的，怎么实践啊。总不能掐个水晶头、扯根网线吧。倒也不是不可以，但是也没必要，毕竟我们不是真的要去网吧当网管的。

可以使用一些网络工具可视化的观察一下网络上的数据包，比如用 WireShark 看一下 ARP协议、IP协议、TCP 协议、HTTP协议的数据格式是怎么样的，客户端和服务端的交互过程是怎样的。

还可以用一些网络命令试验一下，比如 ping 、telnet、route 等等。

最后可以回归老本行，写一写关于 Socket 的服务端和客户端的交互程序，修改一下各个参数看一下有什么变化。

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## 我是怎么学的呢 ##

通过一段时间的不懈努力，我终于小有所成，从下面几个方向上梳理出了学习网络的一些脉络。

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1、首先要从宏观视角大致了解一下网络到底是怎么样的，重点是网络分层模型、传输过程。抛开网络不说，接触任何一个新的知识都要先从宏观上下手。比如学习一个第三方框架，要先看介绍和架构说明，知道这个框架是干什么用的，工作原理是什么，架构设计是如何的。

2、然后就是理解各个层的主要协议了，主要就是协议的作用和协议格式，以及每种协议格子的功能特性。

3、一个数据包从发送端到目的端要经过纷繁复杂的网络结构，经过各种中间设备。从路由表、转发表和 ARP 表这三张表，可以了解数据包传输的过程。

4、最后是 Ping、Route命令的工作原理。遇到网络问题，我们首先想到的是 ping 一下，ping 的原理是什么呢？其实就是对特定的网络协议特性的巧妙利用，也很好玩。

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