關於IP地址
你知道怎麼查看 IP 地址嗎？
Windows 上是 ipconfig，在 Linux 上ipconfigipipconfig是 ifconfig。大部分的網卡都會有一個 IP 地址，當然，這不是必須的。在後面的分享中，我們會遇到沒有 IP 地址的情況。IP 地址是一個網卡在網絡世界的通訊地址，相當於我們現實世界的門牌號碼。
10.100.122.2 就是一個 IP 地址。這個地址被點分隔爲四個部分，每個部分 8 個 bit，所以 IP 地址總共是 32 位。這樣產生的 IP 地址的數量很快就不夠用了。
因爲當時設計 IP 地址的時候，哪知道今天會有這麼多的計算機啊！因爲不夠用，於是就有了 IPv6，這個有 128 位，現在看來是夠了，但是未來的事情誰知道呢？
無類型域間選路（CIDR）
於是有了一個折中的方式叫作無類型域間選路，簡稱CIDR。這種方式打破了原來設計的幾類地址的做
法，將 32 位的 IP 地址一分爲二，前面是網絡號，後面是主機號。從哪裏分呢？你如果注意觀察的話
可以看到，10.100.122.2/24，這個 IP 地址中有一個斜槓，斜槓後面有個數字 24。這種地址表示形式，就是 CIDR。後面 24 的意思是，32 位中，前 24 位是網絡號，後 8 位是主機號。
伴隨着 CIDR 存在的，一個是廣播地址，10.100.122.255。如果發送這個地址，所有 10.100.122 網絡裏面的機器都可以收到。另一個是子網掩碼，255.255.255.0。
將子網掩碼和 IP 地址進行 AND 計算。前面三個 255，轉成二進制都是 1。1 和任何數值取 AND，都是原來數值，因而前三個數不變，爲 10.100.122。後面一個 0，轉換成二進制是 0，0 和任何數值取
AND，都是 0，因而最後一個數變爲 0，合起來就是 10.100.122.0。這就是網絡號。將子網掩碼和 IP地址按位計算 AND，就可得到網絡號。
表格中的 192.168.0.x 是最常用的私有 IP 地址。你家裏有 Wi-Fi，對應就會有一個 IP 地址。一般你家裏地上網設備不會超過 256 個，所以 /24 基本就夠了。有時候我們也能見到 /16 的 CIDR，這兩種是最常見的，也是最容易理解的。
不需要將十進制轉換爲二進制 32 位，就能明顯看出 192.168.0 是網絡號，後面是主機號。而整個網絡裏面的第一個地址 192.168.0.1，往往就是你這個私有網絡的出口地址。例如，你家裏的電腦連接 WiFi，Wi-Fi 路由器的地址就是 192.168.0.1，而 192.168.0.255 就是廣播地址。一旦發送這個地址，整個192.168.0 網絡裏面的所有機器都能收到。
MAC 地址
網卡的物理地址，用十六進制，6 個 byte 表示。
一個網絡包要從一個地方傳到另一個地方，除了要有確定的地址，還需要有定位功能。而有門牌號碼屬性的 IP 地址，纔是有遠程定位功能的。
MAC 地址更像是身份證，是一個唯一的標識。它的唯一性設計是爲了組網的時候，不同的網卡放在一個
網絡裏面的時候，可以不用擔心衝突。從硬件角度，保證不同的網卡有不同的標識。
IP 是地址，有定位功能；MAC 是身份證，無定位功能；
CIDR 可以用來判斷是不是本地人；
IP 分公有的 IP 和私有的 IP。
三個波段（band）的優先級也不相同。band 0 的優先級最高，band 2 的最低。如果 band 0 裏面有數據包，系統就不會處理 band 1 裏面的數據包，band 1 和 band 2 之間也是一樣。
數據包是按照服務類型（Type of Service，TOS）被分配多三個波段（band）裏面的。TOS 是 IP 頭裏面的一個字段，代表了當前的包是高優先級的，還是低優先級的。
關於網絡分成
網絡爲什麼要分層？因爲，是個複雜的程序都要分層，這是程序設計的要求，比如，複雜的電商還會分數據庫層、緩存層、Compose 層、Controller 層和接入層，每一層專注做本層的事情。
揭祕層與層之間的關係
知道了這個過程之後，我們再來看一下原來困惑的問題。
首先是分層的比喻。所有不能表示出層層封裝含義的比喻，都是不恰當的。總經理握手，不需要員工在吧，總經理之間談什麼，不需要員工參與吧，但是網絡世界不是這樣的。正確的應該是，總經理之間溝通的時候，經理將總經理放在自己兜裏，然後組長把經理放自己兜裏，員工把組長放自己兜裏，像套娃娃一樣。那員工直接溝通，不帶上總經理，就不恰當了。
現實生活中，往往是員工說一句，組長補充兩句，然後經理補充兩句，最後總經理再補充兩句。但是在網絡世界，應該是總經理說話，經理補充兩句，組長補充兩句，員工再補充兩句。
那 TCP 在三次握手的時候，IP 層和 MAC 層在做什麼呢？當然是 TCP 發送每一個消息，都會帶着 IP 層和 MAC 層了。因爲，TCP 每發送一個消息，IP 層和 MAC 層的所有機制都要運行一遍。
TCP 三次握手了，其實，IP 層和 MAC 層爲此也忙活好久了。
這裏要記住一點：只要是在網絡上跑的包，都是完整的。可以有下層沒上層，絕對不可能有上層沒下層。所以，對 TCP 協議來說，三次握手也好，重試也好，只要想發出去包，就要有 IP 層和 MAC 層，不然是發不出去的。
程序是如何工作的？
如果你是一個網絡包處理程序，你不需要process_http(buffer)，而是應該交給應用去處理。交給哪個應用呢？**在四層的頭裏面有端口號，不同的應用監聽不同的端口號。**如果發現瀏覽器應用在監聽這個端口，那你發給瀏覽器就行了。至於瀏覽器怎麼處理，和你沒有關係。
瀏覽器自然是解析 HTML，顯示出頁面來。電腦的主人看到頁面很開心，就點了鼠標。點擊鼠標的動作被瀏覽器捕獲。瀏覽器知道，又要發起另一個 HTTP 請求了，於是使用端口號，將請求發給了你。
你應該調用send_tcp(buffer)。不用說，Buffer 裏面就是 HTTP 請求的內容。這個函數裏面加一個 TCP的頭，記錄下源端口號。瀏覽器會給你目的端口號，一般爲 80 端口。
然後調用send_layer3(buffer)。Buffer 裏面已經有了 HTTP 的頭和內容，以及 TCP 的頭，在這個函數裏面加一個 IP 的頭，記錄下源 IP 的地址和目標 IP 的地址。然後調用send_layer2(buffer)。Buffer 裏面已經有了 HTTP 的頭和內容、TCP 的頭，以及 IP 的頭。**這個函數裏面要加一下 MAC 的頭，記錄下源 MAC 地址，得到的就是本機器的 MAC 地址和目標的 MAC地址。**不過，這個還要看當前知道不知道，知道就直接加上；不知道的話，就要通過一定的協議處理過程，找到 MAC 地址。反正要填一個，不能空着。
萬事俱備，只要 Buffer 裏面的內容完整，就可以從網口發出去了，你作爲一個程序的任務就算告一段落了。
第一，MAC 層是用來解決多路訪問的堵車問題的；
第二，ARP 是通過吼的方式來尋找目標 MAC 地址的，吼完之後記住一段時間，這個叫作緩存；
第三，交換機是有 MAC 地址學習能力的，學完了它就知道誰在哪兒了，不用廣播了。
從物理層到MAC：
第一層（物理層）
第二層（數據連接層）
接下來要解決第一個問題：發給誰，誰接收？這裏用到一個物理地址，叫作鏈路層地址。但是因爲第二
層主要解決媒體接入控制的問題，所以它常被稱爲MAC 地址。
解決第一個問題就牽扯到第二層的網絡包格式。對於以太網，第二層的最開始，就是目標的 MAC 地址和源的 MAC 地址。一個廣播的網絡裏面接入了 N 臺機器，我怎麼知道每個 MAC 地址是誰呢？這就是ARP 協議，也就是已知 IP 地址，求 MAC 地址的協議。
協議：
語法，語義，順序
語法，就是這一段內容要符合一定的規則和格式。例如，括號要成對，結束要使用分號等。
語義，就是這一段內容要代表某種意義。例如數字減去數字是有意義的，數字減去文本一般來說就沒有意義。
順序，就是先幹啥，後幹啥。例如，可以先加上某個數值，然後再減去某個數值。
要想打造互聯網世界的通天塔，只教給一臺機器做什麼是不夠的，你需要學會教給一大片機器做什麼。這就需要網絡協議。只有通過網絡協議，才能使一大片機器互相協作、共同完成一件事。
你先在瀏覽器裏面輸入 https://www.kaola.com ，這是一個URL。瀏覽器只知道名字是“www.kaola.com”，但是不知道具體的地點，所以不知道應該如何訪問。於是，它打開地址簿去查找。可以使用一般的地址簿協議DNS去查找，還可以使用另一種更加精準的地址簿查找協議
HTTPDNS。
無論用哪一種方法查找，最終都會得到這個地址：106.114.138.24。這個是IP地址，是互聯網世界的“門牌號”。
知道了目標地址，瀏覽器就開始打包它的請求。對於普通的瀏覽請求，往往會使用HTTP協議；但是對於購物的請求，往往需要進行加密傳輸，因而會使用HTTPS協議。無論是什麼協議，裏面都會寫明“你要買什麼和買多少”。
DNS、HTTP、HTTPS 所在的層我們稱爲應用層。經過應用層封裝後，瀏覽器會將應用層的包交給下一層去完成，通過 socket 編程來實現。下一層是傳輸層。
傳輸層有兩種協議，一種是無連接的協議UDP，一種是面向連接的協議TCP。對於支付來講，往往使用 TCP 協議。所謂的面向連接就是，TCP 會保證這個包能夠到達目的地。如果不能到達，就會重新發送，直至到達。
TCP 協議裏面會有兩個端口，一個是瀏覽器監聽的端口，一個是電商的服務器監聽的端口。操作系統往往通過端口來判斷，它得到的包應該給哪個進程。
傳輸層封裝完畢後，瀏覽器會將包交給操作系統的網絡層。網絡層的協議是 IP 協議。在 IP 協議裏面會有源 IP 地址，即瀏覽器所在機器的 IP 地址和目標 IP 地址，也即電商網站所在服務器的 IP 地址。
操作系統既然知道了目標 IP 地址，就開始想如何根據這個門牌號找到目標機器。操作系統往往會判斷，這個目標 IP 地址是本地人，還是外地人。如果是本地人，從門牌號就能看出來，但是顯然電商網站不在本地，而在遙遠的地方。
操作系統知道要離開本地去遠方。雖然不知道遠方在何處，但是可以這樣類比一下：如果去國外要去海關，去外地就要去網關。而操作系統啓動的時候，就會被 DHCP 協議配置 IP 地址，以及默認的網關的IP 地址 192.168.1.1。
操作系統如何將 IP 地址發給網關呢？在本地通信基本靠吼，於是操作系統大吼一聲，誰是 192.168.1.1啊？網關會回答它，我就是，我的本地地址在村東頭。這個本地地址就是MAC地址，而大吼的那一聲是ARP協議
通訊變化
2g，模擬信號（電話網絡）
3G網絡：到了3G時代，主要是無線通信技術有了改進，大大增加了無線的帶寬。
移動網絡的發展歷程從2G到3G，再到4G，逐漸從打電話的功能爲主，向上網的功能爲主轉變；
請記住4G網絡的結構，有eNodeB、MME、SGW、PGW等，分控制面協議和數據面協議，你可以對照着結構，試着說出手機上網的流程；即便你在國外的運營商下上網，也是要通過國內運營商控制的，因而也上不了臉書。
每一條規則至少包含這三項信息。
目的網絡：這個包想去哪兒？
出口設備：將包從哪個口扔出去？
下一跳網關：下一個路由器的地址。
通過 route 命令和 ip route 命令都可以進行查詢或者配置。
路由
路由分靜態路由和動態路由，
靜態路由可以配置複雜的策略路由，控制轉發策略；
動態路由主流算法有兩種，距離矢量算法和鏈路狀態算法。基於兩種算法產生兩種協議，BGP 協議和OSPF 協議。
www構成：
客戶機和服務器
HTTP，URL，DNS
web語言
client：主要是瀏覽器
server：主要提供web服務
常見web服務器軟件：
IIS（windows）
Apache(開源)，
Tomcat（jsp）,
nainx（佔有內存少，併發能力強）
TCP、IP，port
五層協議：
應用層（FTP,HTTP,SSH,POP3）
傳輸層(TCP,UDP)
網絡層(IP)
數據鏈路層(wifi協定，以太網協定)
物理層（設備線纜）
IP，32位地址碼
TCP傳輸控制協議
多路複用（多個程序使用一個IP地址）
通過port實現
TCP端口 服務
21 FTP
22 SSH
23 telent
25,110 email（SMTP,POP3）
80 WEB(HTTP)
DSN，域名系統
URL，統一資源定位器
每個文件都有唯一的url
http：//www.baidu.com/info
protool host path
http://ctec.xjtu.edu.cn:8080#a1
port anchor
HTTP:超文本傳輸協定
get ：下載
post：表單提交到服務器
put：上傳文件到服務器
相關組織：
IETF（協定）
W3C（web標準制定）
ICANN（頂級域名分配）
ISO，網絡標準化組織。
網絡資源的表示
網絡管理信息的表示
系統的結構
算法：“是否會編程序”（有窮規則）
本質是能否想出解決問題的算法
有窮性，確定性，輸入輸出，能行性（機器執行）
比特幣（區塊鏈）
去中心化
數據公開
自治性：共識
匿名（地址關聯）
木馬（具有隱蔽性）
操作系統，常見威脅：
機密性 （軍事，企業核心）
竊聽，主機系統，數據
後門，天窗，系統訪問權（木馬）
間諜軟件
隱蔽通道
完整性威脅：
計算機病毒：“熊貓燒香”
計算機欺騙：“釣魚網站”，“僞基站”
可用性威脅：
拒絕服務器攻擊Dos