图解：一句“我喜欢你”在网络中经历了什么

写在前面

提起计算机网络，想必给大家的印象就是协议，学了就忘，其实我也一样，但是他的重要性，很是值得学习，不管你是学Java、Python、C++等，这门计网课都是很有必要学习的，最近通过阅读一些书籍，文章等，对计网做一个系统的总结，希望可以帮助到大家，后续会持续更新。

计网的体系结构

在讲解计网体系结构之前，我们先说一个问题，计网体系结构为什么要分层管理呢，分层的好处是什么呢？其实分层也就是为了好管理，每一层只需要负责本层的事情，层与层之间，只需要提供一个接口即可，这样不仅提高了扩展性，而且也降低了维护成本。我们常见的体系结构有三种，分别是OSI体系结构、TCP/IP体系结构和五层体系结构。

那么问题来了，有这么多的体系结构，哪一种好呢，首先说说OSI体系结构，该体系结构是由国际标准化组织制定的标准，只能说，他分的挺详细的，但是过于复杂而且不实用。再说说TCP/IP体系结构，该体系结构为了将不同网络接口互连，使得网络接口层并没有规定什么具体的内容，所以不太适合去学习，于是来了个OSI和TCP/IP的结合体——五层体系结构，他综合了二者的优点。在对这五层体系结构进行讲解之前，先讲解一下网络中常用的三种交换方式。

交换方式

首先我们需要搞明白，计算机之间的通讯，是如何实现数据交换的，其实有三种常见的交换方式。一、电路交换，二、报文交换，三、分组交换。

说起电路交换，要先说说电话机了，如果2台电话机需要通信，需要一根电话线，而5台电话机两两通信需要20根电话线，随着电话机的增多，电话线成指数级别增加（n*(n-1)/2），也正是这个原因，出来了电路交换来解决此问题。

通过一个电话交换机来进行转发，这样就减少了不少的电话线。当然了，并不是所有的电话都是通过一个交换机来进行转发的，其实是通过多个交换机互相协作才拨通的电话。

其中电路交换，需要经历三个过程，首先是建立连接，其次是数据传输，最后是释放连接（交换机之间是用中继线连接的，是公用的）。看似简单的一个通话，中间可是经历了不少历程，所以听到铃声响起，可不能轻易挂掉了。

报文交换的话，是不需要建立连接的，直接以报文的形式发送到相邻节点的交换机，直到目的节点，目的节点通过查表进行转发，报文的大小是没有限制的，所以需要各个节点有较大的缓存空间。

而分组交换就恰好能解决分组交换的需要较大缓存空间的问题，把一个报文进行分组转发，这样各个节点就不用太大的缓存空间了，而且分组之后，可以通过不同的路线传输数据，提高传输效率，鱼和熊掌不可兼得，同时也引入了新的问题，就是当把一个报文进行分组之后，那么接受放怎么进行拼接呢，所以需要给分组加上首部标识，这样以来，传输的数据量就有所增加了，不过相对其优点，这点缺点还是可以接受的。

发送消息

介绍了三种交换方式，下面可以说说重头戏了，也就是A给B发送一句“我喜欢你”为例，A代表浏览器，B代表服务器。当A发送请求的时候，首先通过应用层，应用层将信息封装成一个HTTP请求报文，交给传输层。

上图是HTTP请求报文的通用格式，在我们互联网中传输的时候的格式一般如下。

传输层加上TCP首部，封装成TCP报文段（可用来区分应用进程并实现可靠传输），交给网络层。

网络层给TCP报文段加上IP首部，封装成IP数据报（可在互联网上传输，即被路由器转发），交给数据链路层。

数据链路层添加首部和尾部，将其封装成帧（可被目的主机接收，并检查），数据链路层将帧交给物理层。

物理层将帧看作比特流，并添加前导码，然后转化为相应的信号在传输媒体上传输。

当碰到一个路由器之后，物理层首先去掉前导码，将其交付给数据链路层，数据链路层去掉帧的首部和尾部，将其交付给网络层，网络层解析IP数据报的首部，解析其目的地址并进行转发，网络层将IP数据报交给数据链路层，数据链路层添加首部和尾部，将其封装成帧，数据链路层将帧交给物理层，物理层将帧看作比特流，并添加前导码。

然后到达服务器，服务器从物理层开始解析，首先去掉前导码，然后去掉首部尾部，然后去掉IP首部，然后去掉TCP首部，最后在应用层接收到HTTP请求报文。

应用层对HTTP请求报文进行解析，然后发出响应报文，报文内容：我们不合适（该过程与发送过程类似）。

终究还是一个人扛下所有。。。
参考文献
[1] 计算机网络自顶向下方法.陈铭 译.机械工业出版社
[2] 湖科大教书匠.计算机网络微课堂.哔哩哔哩

写在后面

这里通过一句“我喜欢你”，把数据在网络中的传递过程进行了一个描述，一些细节问题，后续章节会详细介绍，我们下期再见~