【理论研究】漫谈传统IT基础设施05-网络（上）

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*#部分如果实在啃不动，可以跳过，先看后面的网络实战演练部分，等到有一定感觉了，再回头回来研究OSI七层模型。

关于网络的话题，详细探讨起来可以直接写成一本书，那本书就叫做《计算机网络》。

叫《计算机网络》的书籍一抓一大把，都有一个通病就是只讲理论，不说实操，并且还兼备砖家的通病~~不说人话。（所以我推荐CISCO的教程，因为有实操）

像讲解一个VLAN的概念，硬是给他安插个中文翻译“虚拟局域网”，如果不知道听起来还以为与虚拟化及SDN有什么关系。

（其实打开个packet tracer，拖拉拽一台二层交换机，3台PC，敲几条命令，配置个VLAN10，VLAN20，将端口1、3放入VLAN端口2放入VLAN20，然后PC1、2、3分别接入端口1，2、3。

PC1、3配置IP地址192.168.10.1/24，192.168.10.2/24，PC2配置IP地址192.168.20.1/24，然后PC1、3互ping能通，PC2与PC1、3互ping不通，你就知道原来VLAN是用来做网段隔离的。一两章篇幅的文字描述，还不如直接做个实验来的直接。）

因此，大家尽量以通俗的方式来对网络常识进行探讨，以及通过实际操作的方式来巩固概念。



OSI七层模型

无论哪一本《计算机网络》教材，研究网络，都绕不开OSI七层模型。

个人理解七个层次通俗来说主要实现以下内容：

ISO.jpg

**应用层：**就是应用App使用的协议，如邮箱使用的POP3，SMTP、远程登录使用的Telnet、获取IP地址的DHCP、域名解析的DNS、网页浏览的http协议等；这部分协议主要是规定应用App如何去进行通信的。



**表示层：**决定数据的展现（编码）形式，如同一部影片可以采样、量化、编码为RMVB、AVI，一张图片能够是JPEG、BMP、PNG等。



**会话层：**为两端通信实体建立连接（会话），中间有认证鉴权以及检查点记录（供会话意外中断的时候可以继续，类似断点续传）。



**传输层：**将一个数据/文件斩件分成很多小段，标记顺序以被对端接收后可以按顺序重组数据，另外标记该应用程序使用的端口号及提供QOS。（不同的应用程序使用不同计算机的端口号，同样的应用程序需要使用一样的端口号才能正常通信）



**网络层：**路由选路，选择本次通信使用的协议（http、ftp等），指定路由策略及访问控制策略。（IP地址在这一层）



**数据链路层：**根据端口与MAC地址，做分组（VLAN）隔离、端口安全、访问控制。（MAC地址在这一层）处理VLAN内的数据帧转发，跨VLAN间的访问，需要上升到网络层。



**物理层：**将数据最终编码为用0、1标识的比特流，然后传输。（例如将题主头像的图片，变为一串01100111100这样的数字来表示）。

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类比两个人聊天的过程

如果上述的理论讲述还是有点太过学术，那大家尝试用两个人的聊天过程，来类比OSI七层模型。



**1、 应用层：**两个人有两张嘴（硬件），并且已经学懂了说话，可以用脑袋来组织好语言，来表达自己想表达的意思（相当于App），并且能够通过脑袋产生的电流调动神经细胞，控制嘴巴肌肉张合，把话说出来。（非生物科班出身通信人想表达能够通过App控制底层硬件工作的意思）。



**2、 表现层：**可以通过多种方式表现/表达同一个事情，例如：可以通过笑话、唱歌、念诗以及正常说话等多种表现形式表达，也可以是使用多种表达方式表达同一句话，例如关于iphone6的bigger than bigger的各种调侃。



**3、 会话层：**这层管认证与检查点，例如在街上碰到个很脸熟的老同学，你会先来一句：“你……是？韩寒吗？我是郭敬明啊，小学的时候全班最高那个啊”然后老同学会说：“哦，小郭？哗，真的十几年没有见过面了，呃……话说你这么多年来都没有长高过么？”然后经过“身份认证”，会话就建立起来了，否则你随便找个陌生人，通过不“认证”，就无法建立会话了。至于检查点，就像中间接了个电话，然后回来继续“嗯，刚才大家说到哪？”。



**4、 传输层：**在说一个很复杂的东西的时候，你无法很简单的把它说明白，所以你要将这个东西分段来说，例如先说二战的背景、过程、结果、总结，分开4个来说，通过将这个东西分段，能够提高效率、清晰地进行说明。

特别是当你不是按照顺序说，而是按照了例如背景（1）、结果（3）、过程（2）、总结（4）的顺序，听众需要用脑袋对其进行标记，并且按照标记重组1、2、3、4，才能更好地理解整个表达的意思。



**5、 网络层：**其实两个人当面聊天，这相当于点对点的通信了，两个人都在同一个子网内，根本不需要做路由选择的，用不到三层的通信。关键是协议的选择，我认为相当于语言，假设两个人都只有一种共同能够懂的语言，必须要使用这种语言两个人才能聊下去。这相当于要选用一样的协议进行封装来通信。否则就是牛头不对马嘴了。



**6、 数据链路层：**两个人面对面聊天，直接将内容讲给对方听即可，中间也没有一个交换机似的共享载体，除非改成三个人，其中一个是翻译，翻译需要将A的说话翻译完转述给B听，这就像交换机了。而另外关于ACL等安全与访问控制，粗略可以对应“什么可以讲，什么不可以讲，什么内容可以讲给哪个听众知道，不可以讲给哪个听众知道”的选择策略。



**7、 物理层：**最后就是最终将内容编码说出了。与表示层的用什么话表达不同，这个对应例如“你好”的“你”字，要用第二声了，“好”字用第三声；“单”字到底是读“dan”还是作姓氏的“shan”；“门槛”指的是门口的槛，还是一件事情的难点等的信息编码。最后经过编码后输出，表达话者想表达的意思。



为什么要研究OSI模型

其实一开始接触到OSI七层模型，我也是一脸懵逼，敲几个命令就能解决的东西，为什么一定要研究这个晦涩难懂的模型。



随着后面对网络的进一步学习，包括抓包、拆包进行分析，然后才发觉由于理论常识的缺乏，根本没有弄清楚一个包，从Client A到Client B的传输过程中，到底经历了怎样的过程。所以即使抓包抓到了，但是根本无从入手进行分析。

OSI模型就像武侠小说中的内功（九阳神功、九阴真经），而思科HUAWEI的模拟器敲命令就是外功（打狗棒法、独孤九剑），虽然单独学习外功，也能够在江湖上混，但是如果有深厚的内功功底，再学习乾坤大挪移、太极拳等功夫的时候，就能够很快上手、事半功倍。