课程介绍
前端工程师每天都要面对计算机网络，对网络了解得越多，在工作中解决网络问题也就更得心应手。这节课会从网络基础结构开始，一步步向上勾勒出计算机网络的整体架构，让你对网络分层、协议有更深的理解。再从网络安全的终极目标开始，一步步向下分析出实现网络安全需要解决的终极问题，详细了解网络安全的实现原理。最终让你在后续工作中遇到网络问题时能快速定位问题、解决问题。
- 字节内部课：字节前端初阶训练营 - 第1节
- 课程PPT：飞书文档
- 本节讲师：祝鑫奔， 毕业于南昌大学，2019 年加入字节跳动，曾在抖音前端架构负责工程化中构建体系的设计和研发。现负责 ToB 相关业务。
- 笔记撰写：百里飞洋
课程重点
- 网络结构
- TCP/UDP
- HTTP 1 / HTTP2 / HTTP3 (QUIC)
- WebSocket
- CDN
- 安全（SSL/TLS/基础密码学）
课程大纲
01 前言 & 课程介绍
- 通过一个示例建立对计算机网络的整体认识
- 建立对网络协议分层的认识
- 分析 HTTP 1、2、3 的关系
- 介绍 CDN 运行的基本原理
- 了解网络安全的最基本原则
02 蟹堡王帝国
| 蟹堡王外卖 | 对应现实 |
|---|---|
| 蟹堡王顾客 | 客户端 |
| 蟹堡王分店 | 服务端 |
| 蟹堡王全国城市转发分店和小区转发点 | 路由器 |
| 外卖单（转发表格） | 网络协议 |
03 计算机网络基础
网络组成部分
- 主机(客户端和服务端)：提供信息、接收信息
- 路由器：转发主机之间的信息
- 网络协议：负责提供统一的格式，方便路由器或主机对信息进行编码或解码
网络结构是：网络中的网络
- 比奇堡和小区网络：本地网络
- 北京和上海分店+比奇堡：拥有三个本地网络节点的网络
- 全国通信网络：多个本地网络组成的的网络
区域网络、城域网和广域网
信息交换方式：电路交换 & 分组交换
分组交换和电路交换的不同点在于，不会预留资源（比如带宽）。结合到新的分组后，会加入到输出队列，按顺序输出。当队列满的时候，会丢弃“轻段分组”（听不清），即丢包。
在计算机网路中，采用的都是分组交换。大的报文会分解为 N 个小的报文，小的报文会经过分组，通过网络 $%^&* 之后，再由主机上的软件，将报文拼回完整的报文。
网络分层
- 快递员不关心包裹内容（应用层）
- 卡车司机不关心车厢里拉的是什么（传输层）
- 高速公路不关系开的什么车（网络层）
计算机网络分为五层，从低到高分别是：物理层、链路层、网络层、传输层和应用层
协议
协议的存在依赖于连接。协议定义了在两个或多个通信实体之间交换报文的格式和顺序，以及报文发送、接收或其他事件所采取的的动作。
标头和载荷
收件人、寄件人关注：
- 收件地址、寄件地址（标头）
- 收件人、寄件人的姓名和电话
- 包裹中的东西（载荷）
快递公司关注：
- 收件人、寄件人关注的东西
- 该由哪个集散点发出，哪个集散点收取
- 哪个集散点派送
小结
- 网络组成部分：由主机、路由器、交换机等组成
- 网络结构：网络中的网络
- 信息交换方式：电路交换和分组交换
- 网络分层：分清职责，物理层、链路层、网络层、运输层和应用层
- 网络协议的基本结构：标头和载荷，每一层都会把上一层的标头和载荷作为自己的载荷，并添加自己的标头
计算机网络使用分层的方式将整个通信过程划分为不同的层次，每一层都负责特定的任务，从而实现了系统的模块化，并且简化了系统设计和升级。网络分层主要是为了职责更加清晰，降低各层的使用成本。
| 计算机网络分层 | 负责的工作 |
|---|---|
| 应用层 | 应用层向用户提供网络服务，并处理应用程序之间的通信。常见的应用层协议有http、ftp、smtp、dns等。 |
| 传输层 | 传输层提供端到端的数据传输服务，它将应用层传来的数据进行分段、封装，并且确保数据的可靠传输。常见的传输层协议有tcp（面向连接）、udp（无连接）等。 |
| 网络层 | 网络层负责数据包的传递和路由选择，同时还可以解决数据包的拥塞问题。常见的网络层协议有ip、icmp等。 |
| 数据链路层 | 数据链路层主要负责物理地址寻址、错误检测和纠正，以及流量控制等一些底层细节。常见的数据链路层协议有ethernet、arp、ppp等。 |
| 物理层 | 物理层是计算机网络的最底层，它负责发送或接收原始位流，把数字信号转换成物理信号并通过物理媒介传输，例如光纤、电缆、无线电波等。常见的物理层协议有rj-45接口、光纤接口等。 |
