轻解计算机网络-学习网络的一点心得

大家好，我是风筝。

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，这些图会放到后续的文章中，有兴趣一起学习的同学记得关注加星标呀，这样就能第一时间接到文章推送了。

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。

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。

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。

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。

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。

希望这几篇文章能对你有所帮助。