刘超《趣谈网络协议》第一讲|为什么要学习网络协议的学习笔记

编译过程

计算机语言作为程序员控制一台计算机工作的协议，具备了协议的三要素。

1、语法，就是这一段内容要符合一定的规则和格式。例如，括号要成对，结束要使用分号等。

2、语义，就是这一段内容要代表某种意义。例如数字减去数字是有意义的，数字减去文本一般来说就没有意义。

3、顺序，就是先干啥，后干啥。例如，可以先加上某个数值，然后再减去某个数值。

互联网世界的运行过程：

1、在浏览器中输入地址：https://www.kaola.com（URL，不知道地址）

通过地址簿查找协议 DNS 或者更精准的HTTPDNS查找

2、得到IP地址：106.114.138.24。（互联网的门牌号）

开始打包请求，普通：HTTP协议，购物的加密传输：HTTPS

DNS、HTTP、HTTPS 所在的层我们称为应用层。封装之后浏览器将应用层的包传递下去。

3、传输层：a.无连接的协议UDP b.面向连接的协议TCP(支付使用TCP)

面向连接：TCP 会保证这个包能够到达目的地。如果不能到达，就会重新发送，直至到达。

TCP 协议里面会有两个端口，一个是浏览器监听的端口，一个是电商的服务器监听的端口。操作系统往往通过端口来判断，它得到的包应该给哪个进程。

4、网络层：IP协议，在 IP 协议里面会有源 IP 地址，即浏览器所在机器的 IP 地址和目标 IP 地址，也即电商网站所在服务器的 IP 地址。

根据目标IP判断是本地还是外地。

电商网站为外地，则去网关（类似于去国外的海关），操作系统启动时，DHCP协议就配置IP地址以及默认的网关IP地址192.168.1.1

5、MAC层：ARP协议（吼一声）告知IP地址给网关，网关分配MAC地址

6、网关：网关收到包之后，会根据自己的知识，判断下一步应该怎么走。网关往往是一个路由器，到某个 IP 地址应该怎么走，这个叫作路由表。

路由器有点像玄奘西行路过的一个个国家的一个个城关。每个城关都连着两个国家，每个国家相当于一个局域网，在每个国家内部，都可以使用本地的地址 MAC 进行通信。

一旦跨越城关，就需要拿出 IP 头来，里面写着贫僧来自东土大唐（就是源 IP 地址），欲往西天拜佛求经（指的是目标 IP 地址）。路过宝地，借宿一晚，明日启行，请问接下来该怎么走啊？

城关往往是知道这些“知识”的，因为城关和临近的城关也会经常沟通。到哪里应该怎么走，这种沟通的协议称为路由协议，常用的有OSPF和BGP。当网络包知道了下一步去哪个城关，有会通过MAC地址再去下一个城关，直到最后一个城关。

到达后，目标服务器会回复一个MAC地址，网络包会通过这个地址找到目标服务器，取下MAC取下MAC头来，发送给操作系统的网络层。在IP头里写上一层封装的TCP协议，交给传输层即TCP层。

然后，会沿着来的方向回复一个信息（报平安），如果过了一段时间还没收到，TCP层会重新发送这个包，直到收到回复的信息。

这个重试绝非你的浏览器重新将下单这个动作重新请求一次。对于浏览器来讲，就发送了一次下单请求，TCP 层不断自己闷头重试。除非 TCP 这一层出了问题，例如连接断了，才轮到浏览器的应用层重新发送下单请求。       

7、当网络包平安到达 TCP 层之后，TCP 头中有目标端口号，通过这个端口号，可以找到电商网站的进程正在监听这个端口号，假设一个 Tomcat，将这个包发给电商网站。

电商网站的进程得到HTTP请求的内容，知道了要买东西，Tomact会负责统筹处理这个请求，然后通过RPC调用（即远程过程调用的方式来实现）。

当接待员发现相应的部门都处理完毕，就回复一个 HTTPS 的包，告知下单成功。这个 HTTPS 的包，会像来的时候一样，经过千难万险到达你的个人电脑，最终进入浏览器，显示支付成功。

整体框架图：