協議簡史：如何學習網絡協議？

大學時，學到網絡協議的7層模型時，老師教了你們一個順口溜：物數網傳會表應。並說這是重點，年年必考，5分的題目擺在這裏，大家愛背不背。
考試的時候，果真遇到這個問題，搜索枯腸，只能想到這7個字的第一個字，由於這5分，差點掛科。
後來工做面試，面試官也是很喜歡七層模型，三次握手之類的問題，可是遇到這些問題時，老是以爲很心虛。
有時候也會想，面試官考這些協議方面的東西有什麼用呢？能加工資嗎？
說實在的，做爲一個前端開發，即便你對協議一竅不通，也不影響你用使用React，或者Vue等框架。可是若是你對底層通訊協議有個差很少的認識，你將有能力解決更多的問題。

1. 協議分層

四層網絡協議模型中，應用層如下通常都是交給操做系統來處理。應用層對於四層模型來講，僅僅是冰山一角。海面下巨複雜的三層協議，都被操做系統給隱藏起來了，通常咱們在頁面上發起一個ajax請求，看見了network面板多了一個http請求，至於底層是如何實現的，咱們並不關心。

• 應⽤層負責處理特定的應⽤程序細節。
• 運輸層運輸層主要爲兩臺主機上的應⽤程序提供端到端的通訊。
• 網絡層處理理分組在⽹網絡中的活動，例例如分組的選路
• 鏈路層處理理與電纜(或其餘任何傳輸媒介)的物理理接⼝口細節

常見網絡協議

• 應用層的協議，例如SIP, 便可以使用TCP協議，也可使用UDP協議
• 別太把七層的OSI模型太當回事，由於OSI模型只是模型，基本上已經停用。重要的理解4成網絡模型。
• 有些應用層的網絡協議比較複雜，可能會涉及到多個底層的協議。能夠參考下面的WebRTC所使用的底層協議棧。

下面重點講一下運輸層和網絡層

1.1. 運輸層的兩兄弟

運輸層有兩個比較重要的協議。tcp和udp。

大哥tcp是比較嚴謹認真、溫柔體貼、慢熱內向的協議，發出去的消息，老是一個一個認真檢查，等待對方回覆和確認，若是一段時間內，對方沒有回覆確認消息，還會再次發送消息，若是對方回覆說你發的太快了，tcp還會體貼的把發送消息的速度下降。

弟弟udp則比較可愛呆萌、調皮好動、不負責任的協議。哥哥tcp所具備的特色，弟弟udp一個也沒有。可是有的人說不清哪裏好 但就是誰都替代不了，udp沒有tcp那些複雜的校驗和重傳等複雜的步驟，因此它發送消息很是快，並且並不保證對方必定收到。若是對方收不到消息，那麼udp就會呆萌的看着你，笑着對你說：我已經盡力了。通常語音而視頻數據都是用udp協議傳輸的，由於音頻或者視頻卡了一下並不影響總體的質量，而對實時性的要求會更高。

1.2. 運輸層和網絡層的區別

• 運輸層關注的是端到端層面，及End1到End2，忽略中間的任何點。
• 網絡層關注兩點之間的層面，即hop1如何到hop2，hop2如何到hop3
• 網絡層並不保證消息可靠性，可靠性上層的傳輸層負責。TCP採用超時重傳，分組確認的機制，保證消息不會丟失。

從下圖tcp, udp, ip協議中，能夠發現

• 傳輸層的tcp和udp都是有源端口和目的端口，可是沒有ip字段
• 源ip和目的ip只在ip數據報中
• 理解各個協議，關鍵在於理解報文的各個字段的含義

1.3. ip和端口號的真正含義

上個章節講到運輸層和網絡層的區別，其中端口號被封裝在運輸層，ip被封裝到網絡層

那麼端口號和ip地址到底有什麼區別呢？

• ip用來用來標記主機的位置
• 端口號用來標記該數據應該被目標主機上的哪一個應用程序去處理。端口號佔用16位，2的16次方等於65536，因此你明白了爲何端口號的範圍從0到65535了吧。

1.4. 數據在協議棧的流動 封裝與分用

• 當發送消息時，數據在向下傳遞時，通過不一樣層次的協議處理，打上各類頭部信息
• 當接受消息時，數據在向上傳遞，經過不一樣的頭部信息字段，才知道要交給上層的那個模塊來處理。好比一個ip包，若是沒有頭部信息，那麼這個消息到底是交給tcp協議來處理，仍是udp來處理，就不得而知了

2. 深刻閱讀，好書推薦

上面講的都是很基礎的知識，具體細數據報各個字段的含義，仍是須要看書的。紙上得來終覺淺，絕知此事要抓包。邊看書邊學習抓包。要學會使用wireshark工具，可以熟練使用netstat去發現tcp連接的相關問題。

• 《http權威指南》 有人說這本書太厚，偷偷告訴你，其實這本書並厚，由於這本書的後面的30%部分都是附錄，這本書的精華是前50%的部分
• 《圖解http》、《圖解tcp/ip》這兩本圖解的書，知識點講的都是比較通俗易懂的，適合入門
• 《tcp/ip 詳解 卷1》這本書，讓你知其然，更知其因此然
• 《tcp/ip 基礎》、《tcp/ip 路由技術》這兩本書，會讓你從不一樣角度思考協議
• 《精通wireshark》、《wireshark網絡分析實戰》若是你看了不少書，卻歷來沒有試過網絡抓包，那你只是懂紙上談兵罷了。你永遠沒法理解tcp三次握手的怦然心動，與四次分手的刻骨銘心。
• 《網絡是怎樣鏈接的》很是好看，引人入勝的科普書籍，做者戶根勤從軟件到硬件，方方面面造詣都很深。
• 《tcp ip 入門經典》

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