计算机网络: 入门

这学期修了一门叫 Network Lab 的课，主要还是讲计算机网络部分的，对于学习前端的我来说还是很有帮助。这个文集将记录这门课的核心内容。

分层

对于怎么有效地去组织整个网络系统是十分重要的，毕竟不能说我发一个包到另一个地方那么简单。我们可以参考一下机场的组织形式，因为它跟计算机网络是十分相像的，大家都是负责传递东西的。

机场结构

从上图可以看到，机场的管理分了好几层：

1. 先买票
2. 去托运行李
3. 过安检
4. 起飞
5. 飞行中，根据 GPS 来导航到目的地
6. 到达
7. 出关
8. 拿行李

类比一下，计算机里网络也是这样分发包的：

计算机里的“机场”

上面可以简化成这样的分层形式：

网络分层

注意：这里的分层是对于每台计算机都是这样的，但是路由器或者特殊的机器可能只有 Link 和 Physical 两层。

传递信息

一般来说，信息的传递是在一台机器里从 Application 开始先传到 Pyhsical，然后通过网线再传递到加一台机器的 Physical，最后从下往上传回第二台机器的 Application。如图：

你可能想问这个 Ht, Hn, Hi 是什么，这就是这个信息的头部，有点像请求头。但是这里是每下到一层（除了 Physical）都会加一个 Header，所以在 Source 那我们可以看到有 3 个 Header。然后每往上一层又会去掉一个 Header，所以在 Destination 的 Application 可以看到只有一个 M。

Header 一般用来存每一层和该包的信息。

IP 地址

先说说网络中的接口，简单来说接口(Interface)就是指连接两个机器的口，通常来说路由器是有多个接口而主机 (Host) 就只有一两个。

IP 地址通常是由 32 Bits来构成的，也就是 4 个 Bytes，每个 Byte = 8 个Bits。我就不想说位和字节了，因为以前学中文的计网的时候总容易弄错。

IP 地址和这个网络接口又有什么关系呢？IP 是这个网络接口对应网络的唯一编号。它有两个组件部分：

1. Network Prefix，相当于地址里的街道号
2. Host Number，相当于家里的门牌号

这里你可能会问，这 IP 是怎么去区分哪个是 Prefix，哪个又是 Host 呢？这里就要说到 Network Mask 了。在传递信息的时候，上面的 IP 一般在后面加一个数字，如 128.143.137.144/16。这个 16 就表示前 16 个 Bits 是 Prefix，是已经固定好了，后 16 Bits (32-16) 就是 Host。所以，上面的 IP 可以写成这样：

1. Network Prefix: 128.143.0.0
2. Host Number: 0.0.137.144

那当然上面十进制也可以写成 16 进制的，不过大家一般看的都是十进制啦。