原創(chuàng)聲明

本文作者：黃小斜

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思維導(dǎo)圖

簡介

上一期我講到了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)怎么學(xué)，當(dāng)時我的學(xué)習(xí)方法是先看視頻，再看書，然后刷一刷基礎(chǔ)算法題做鞏固。

作為一個非科班考研黨，當(dāng)時覺得這個學(xué)習(xí)路線還是比較平滑的，畢竟能讓我一個小白快速學(xué)會，這門課相對來說還是比較簡單的。

于是，等我讀研的時候，打算以相同的學(xué)習(xí)方式來補(bǔ)一下其他幾門計算機(jī)基礎(chǔ)課程，首當(dāng)其沖的就是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

因為這門課實在重要，幾乎是面試必問的內(nèi)容，什么TCP/IP三次握手，四次揮手，TCP和UDP區(qū)別，HTTP協(xié)議的一堆面試題，在程序員面試時都是很常見的考題，你們應(yīng)該也深有體會。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的復(fù)雜概念遠(yuǎn)不止這些，那么按照老規(guī)矩，我們先來看一下計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到底是個啥。

根據(jù)百度百科的介紹，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指將地理位置不同的具有獨立功能的多臺計算機(jī)及其外部設(shè)備，通過通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的計算機(jī)系統(tǒng)。

相比于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的介紹，百科上對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的介紹更加好懂一些，簡單來說，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是把計算機(jī)通過通信線路連接起來，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和信息傳遞。

為什么要學(xué)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

在這個時代，離開了網(wǎng)絡(luò)，簡直沒有辦法生存，而我們所學(xué)的編程知識，脫了網(wǎng)絡(luò)去談也將毫無意義，畢竟沒有哪個編程語言是只支持單機(jī)運行的。

作為一個編程學(xué)習(xí)者，當(dāng)你在學(xué)習(xí)一門語言時，比如Java，你可能會學(xué)到一些基本語法，面向?qū)ο蟮幕A(chǔ)、集合類的使用，甚至是多線程、IO流以及異常處理，這種時候你往往意識不到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要性，反正我寫代碼也不涉及網(wǎng)絡(luò)傳輸，平時的工作也只是CRUD，學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也沒有什么用武之地。

曾幾何時我也是這么想的，但是到后來，我開始接觸Tomcat，接觸Nginx，以及Java中的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)，比如BIO和NIO，甚至是網(wǎng)絡(luò)編程框架netty，在沒有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的情況下來看這些東西，絕對會讓你懷疑人生。

最早我開始意識到自己計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)薄弱時，還是我在學(xué)習(xí)docker容器方面的知識時，接觸到了docker的網(wǎng)絡(luò)原理，比如docker的網(wǎng)絡(luò)模式有橋接和host兩種，然而我當(dāng)時基本上看不懂這是什么東西。

類似地，我在學(xué)習(xí)OpenStack的時候，也完全看不懂里面的網(wǎng)絡(luò)組件是做什么用的。

就算你不學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程、虛擬化和容器調(diào)度，你也得學(xué)學(xué)平時家里的ip地址、DNS和子網(wǎng)掩碼怎么配置吧，沒認(rèn)真學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之前，我對這些東西甚至都是一臉懵逼的。

不懂計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的我，想要學(xué)編程，真的太難了！

如何學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

第一次接觸

本科的時候，我們本有一門選修課就是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，但是當(dāng)時我沒有選它（現(xiàn)在覺得選了可能也聽不大懂，但是多少有點印象）

讀研的時候，開始狂補(bǔ)計算機(jī)基礎(chǔ)，當(dāng)時為自己選了第一本書《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)（謝希仁）》作為入門教材，現(xiàn)在想想當(dāng)時真是年幼無知，自己完全可以去某乎看一下推薦書單的。

這本書作為一本大學(xué)通用教材，年代之久遠(yuǎn)，內(nèi)容之枯燥，都是在這么多計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)書籍里排的上號的，我已經(jīng)快忘記當(dāng)時是怎么把這本書啃完的了。

雖然這本書還沒有到大部頭的級別，但是里面的內(nèi)容真的對新手不怎么友好，通篇的都是概念的堆疊和并不容易理解的概念介紹。

教科書，大家都懂的，大部分都已經(jīng)脫離時代，雖然計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這幾年的變化不大，但是它里面的一些教學(xué)方法確實是和時代脫節(jié)了。

我只記得這本書，當(dāng)初看完一周就忘光了，后面不管是筆試面試，還是重新復(fù)習(xí)的時候，基本上也想不起來當(dāng)初都學(xué)了啥，真是一本神奇的好書。

入門學(xué)習(xí)階段

吃過了教材的虧之后，我終于學(xué)會了上某乎找書單了，當(dāng)時除了購買了一堆Java書籍之外，還特地買了一本《TCP/IP卷一》以及《圖解HTTP》準(zhǔn)備開始第二輪對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的死磕。

當(dāng)時也投了一些簡歷，準(zhǔn)備了一些面試，刷過一些面試題，其中面到計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概率很大，于是我每天都會花一些時間來看著兩本書。

不知道是不是我理解能力有問題，當(dāng)我看《TCP/IP詳解卷一》這本備受推崇的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)書籍時，我竟然有一種再看當(dāng)初那本教材的感覺，這本大部頭，貌似也是在講一堆復(fù)雜的概念，并且用一些不好懂的講解去解釋這些概念。

當(dāng)時我的自信心就有點受挫了，難道計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)真就這么難么，為什么這本書我仍然看不懂？

現(xiàn)在看來，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)確實是一門純理論的課程，除了一些網(wǎng)絡(luò)抓包和用開發(fā)者工具查看網(wǎng)絡(luò)請求之外，基本上沒有什么需要實踐的內(nèi)容，現(xiàn)在很多書從網(wǎng)絡(luò)抓包入手講解計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，其實也是一種不錯的新型學(xué)習(xí)方法。

一本書適不適合一個人，真的是因人而異，特別是這種專業(yè)技術(shù)書籍，不同水平的人看效果差距也會很多，所以網(wǎng)上的一些書單，你可以參考，但不要盲目推崇，等你自己看懂了再說它好也不遲。

于是我第二次進(jìn)軍計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)也失敗了，看完了《TCP/IP卷一》之后，我用了一個月的時間又忘掉了它。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)階段

俗話說，事不過三，兩次選書都讓我鎩羽而歸，我的內(nèi)心是崩潰的，雖然面試的時候還可以靠著背一些常見的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面試題蒙混過關(guān)，但是真遇到較復(fù)雜的問題時，我也只能是望洋興嘆，根本說不出個所以然。

學(xué)好計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵是理解它，我在網(wǎng)上又搜索了一大堆的內(nèi)容，看到一本名為《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下》的書籍，也受到一些推崇，原因是這本書從應(yīng)用層講起，一直往下講到物理層，似乎更符合人腦的學(xué)習(xí)和思考方式。

我買書一向勤快，當(dāng)時我在百度實習(xí)，于是這本書成了我日常實習(xí)時必看的書目。

因為組里的項目在做容器和私有云，在不懂網(wǎng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的情況下去看這倆，簡直是找死，更何況里面還涉及了存儲、調(diào)度、微服務(wù)等技術(shù)。

這本書確實給了我全新的觀感，此書在開頭就說，將以全新的方式介紹計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，先講應(yīng)用層，再依次介紹傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層。

自頂向下和自頂向下的區(qū)別在哪呢？
根據(jù)自頂向下的思路，我們最先接觸的是應(yīng)用層，也就是常見的HTTP、DNS、FTP、POP等協(xié)議，這層協(xié)議我們平時都在用，書中講的也比較接地氣，于是我對應(yīng)用層的介紹也接受的很快。

按照這個思路，書中繼續(xù)講傳輸層，也就是我們常見的TCP和UDP，應(yīng)用層使用域名或者是IP+port的方式定位機(jī)器，而傳輸層（這里指TCP）把應(yīng)用層的數(shù)據(jù)切片，有序傳輸，并且保證可靠。

也就是說，TCP報文把應(yīng)用層報文包裹了起來。接下來，就到了網(wǎng)絡(luò)層了，網(wǎng)絡(luò)層通過IP進(jìn)行路由，目的就是找到對應(yīng)的終端機(jī)器，所以網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報要包裹傳輸層的數(shù)據(jù)報。

接著往下，網(wǎng)絡(luò)層雖然解決了路由問題，但是局域網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)交換是通過mac地址進(jìn)行尋址的，于是數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)揮作用，因為它就是通過mac地址來定位目標(biāo)機(jī)器的，于是數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)報要包裹網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)報。

再到最后物理層，數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋举|(zhì)還是0和1的電信號，自然要通過物理介質(zhì)進(jìn)行傳輸，當(dāng)然，物理介質(zhì)除了常見的網(wǎng)線、光纖，還有電磁波（應(yīng)用于無線局域網(wǎng)）

上面對整個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的脈絡(luò)做了一下梳理，所以，整體看來，按照自頂向下的思路去學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對于新手來說更加友好一些。

還差得遠(yuǎn)呢

看完了《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下》雖然已經(jīng)大概了解了整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和脈絡(luò)，但是對于很多實現(xiàn)的細(xì)節(jié)還是一知半解，比如HTTP和TCP報文的結(jié)構(gòu)，還有一些比較不易理解的概念，比如路由算法、IP廣播和多播、NAT技術(shù)、VPN技術(shù)等等，不理解這些，總覺得還是欠缺了不少東西。

到后來，開始嘗試面試一些大廠，更加發(fā)現(xiàn)了自己的差距還很大，比如百度、頭條、騰訊這類公司，特別是騰訊，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的考察是特別嚴(yán)格的。

比如三次握手，四次揮手這種常見問題，一般還會延伸考察，比如為什么要三次握手、四次揮手，沒有第三次握手或者沒有第四次揮手會怎么樣。

再比如TCP協(xié)議的作用是什么，它是如何保證傳輸可靠的，這時候你就要了解TCP保證可靠傳輸?shù)臋C(jī)制，比如滑動窗口，超時重傳，分組確認(rèn)等原理，也是你需要能講清楚的。

再比如，還有一種常見的考察方式，就是讓你講清楚從域名訪問到獲得返回結(jié)果的過程中都經(jīng)歷了什么，這么開放的問題，要盡可能說出足夠多的東西，先是DNS解析，再到TCP三次握手，然后介紹IP數(shù)據(jù)報的網(wǎng)絡(luò)路由，以及局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)鏈路層的作用，甚至可以把物理層也帶進(jìn)去講一下。

總之，你掌握的越多越詳細(xì)，對于這些問題才更有機(jī)會答好，我每次都會把整個過程講的比較詳細(xì)，這樣面試時才不會給自己留坑。

對了，在學(xué)習(xí)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的路上，還有一個很重要的學(xué)習(xí)資源幫助到了我，那就是劉欣老師的《碼農(nóng)翻身》一書，當(dāng)時我也是在網(wǎng)上偶爾看到。

一開始劉欣老師只是寫公眾號文章，后來把文章集結(jié)成書，對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的部分，這本書用故事化的方法介紹了很多計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的知識，同時解釋了一些較為復(fù)雜的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念，比如NAT、網(wǎng)絡(luò)隧道、VPN等等。

雖然這本書關(guān)于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容不是很多，但確實有助于加深對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)一些概念的理解。

思維導(dǎo)圖

寫了這么多，最后用一張思維導(dǎo)圖告訴你計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該怎么學(xué)，算是對本文的總結(jié)。

如果你是科班出身的同學(xué)，相信你對計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)不用我操心，如果是非科班的同學(xué)，按照這個思路去學(xué)習(xí)，我覺得是還是可以的。

推薦資源

書籍

《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：自頂向下》
《圖解TCP/TP》
《圖解HTTP》

總結(jié)

關(guān)于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)，我們就講到這里了，如果還有什么疑問也可以到我公眾號里找我探討，作為一個Java工程師，必須要懂得Java網(wǎng)絡(luò)編程，有了計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)之后，相信對后續(xù)學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)編程會有幫助，之后也會有關(guān)于Java網(wǎng)絡(luò)編程的文章推出，敬請期待。

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寫在最后

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總結(jié)

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