回顾一下前面几篇，Java基础、多线程、IO都介绍了一轮，现在终于轮到计算机网络这个老朋友了（绝对不是因为我马上要考计网借此复习的）
其实一开始我对计网这门课或者说这一系列知识的态度是，这玩意不就是应付考试的，，，背会了不就好了
但是当我真正开始做项目写程序，修bug部署服务器的时候发现，大意了，，，这玩意真得好好学一下的
所以我新开了这一系列博客，打算从头开始，一点一点把计网这套东西搞清除
一、网络发展历程
要知道，网络并不是一开始就长成这样可以"随时随地刷视频"的，简单来说，可以分成以下几个阶段：
单机时代->局域网时代->广域网时代->移动互联网时代
最早的时候，计算机是完全孤立的，一台计算机就像一座小岛，所有的程序和数据都在本地运行。用户想要计算机做什么，只需要面对这一台机器即可
这就是所谓的单机时代
但是很快，人们发现了一个问题，我的数据和程序只能在自己电脑上玩，别人的数据我看不到，我的数据别人也看不到，倘若几台计算机之间能够共享数据，效率岂不是会高很多？
于是，局域网出现了
在一个物理范围很小的区域内，通过网线或者交换机把多台计算机连在一起，这样大家就可以在这样一个小圈子里通信、共享资源
Arpanet：一种早期的计算机网络，是美国国防部高级研究计划局（ARPA）于1960年代末至1970年代初开发的。它是第一个实现分组交换数据的网络，也是互联网的前身
再往后，局域网已经不能满足大家的需求，我不光想和同一个办公室的人通信，我还想和外地、甚至外国的计算机通信
于是就有了广域网
广域网的本质其实就是把一个又一个的局域网连接起来，而当全球范围内的广域网逐渐连接成一个整体，就诞生了今天我们所熟知的Internet（因特网）
二、核心硬件设备
网络之所以能运转起来，离不开一些非常核心的硬件设备，其中最重要的几个就是：路由器 、交换机 、中继器
2.1 路由器
路由器最核心的工作其实只有一件事：转发数据包，并决定数据往哪条路走
在家里，路由器负责帮你组建一个小型局域网；在更大的网络中，路由器负责把不同的网络连接起来
换句话说，它更像是网络中的"导航"
2.2 交换机
相比之下，交换机的角色要简单得多
交换机可以理解为给网络扩接口的设备，交换机本身并不负责网络规划，也不关心数据最终要去哪里，它只是负责在同一个网络中让更多设备能够互相通信
而且，交换机还可以套娃使用，一个不用再接一个
2.3 中继器
计算机网络是由一个个节点组成的，不同节点之间使用光纤、电缆等介质传输信号，但是长距离的传输会导致信号失真。
此时就需要使用到中继器，它是一种信号增强装置，它能接收、放大并重传信号，多段由中继器连接起来的电缆段与一根单独的电缆没有什么区别（当然，存在使用中继器引入的部分延迟）
当然，网络中并不只有这三种设备，像防火墙、网桥、网关之类的也都各司其职，只不过在我们后续学习和编程过程中，真正经常会"打交道"的，还是路由器和交换机这两位老朋友，其他设备先混个脸熟即可，没必要一上来就钻太深
三、网络通信的基本要素
当我们真正开始讨论"通信"时，有三个概念是必须要明确的：IP地址、端口号、网络协议
3.1 IP地址
IP地址的作用非常直接，用来标识网络中一台设备的位置，它相当于网络世界中的"住址"
当数据在网络中传输时，至少要知道两件事
- 数据从哪里来
- 数据要到哪里去
这两个信息，就是通过IP地址来确定的
3.2 端口号
但仅有IP地址还不行，因为一台计算机上，往往还同时运行着多个程序，如果数据只知道"到这台机器"，那么问题来了，到底该交给哪个程序？
这个时，端口号就派上用场了
IP地址负责定位到机器，端口号负责定位到程序
所以在网络编程中，我们可以通过IP+端口号来确定唯一一个网络通信的端点
3.3 网络协议
再进一步，我们会想到一个问题，就算数据送对了地方，程序是怎么知道这些数据是什么意思？
倘若AB两台机器通信，A说你给我发个1，B说I`m fine, thank you，这不就乱套了
所以，通信双方必须提前约定好规则，这个规则就是网络协议
网络协议本质上是通信双方对于"数据格式"和"解析方式"的约定
只要双方遵守同一套协议，就可以正确地理解彼此发送的数据
四、协议分层
我们在学习计网之前一定或多或少的都听说过"OSI"、"TCP/IP"之类的多层网络模型，那么协议为什么要分层呢？
这是因为网络通信涉及的事情非常多，从最底层的信号传输，到最上层的数据使用，每一层关注的问题都完全不同
如果把所有事情都塞进一个协议里，那结果只有一个：复杂、难维护、不可扩展。换言之，shi山
于是就有了一个非常经典的设计思想：分层
4.1 分层的本质思想
分层的核心目标是把复杂问题拆小，每一层只关注自己的职责；并且约定，上层只能调用下层提供的服务，不能跨层直接交互
这样一来，修改某一层的实现，不容易影响其他层，各层可以独立演进
总之，非常好！！
五、OSI七层网络模型
前面提到了网络分层模型，这时候就绕不开一个在计网课本中"出镜率极高"的老朋友------OSI 七层模型
但是这个模型本身设计存在缺陷，需要先说明一点，这里说 OSI 有问题，并不是在否定它的历史意义，而是站在今天回头看，它确实更像一个"理想化的分层模型"，而不是一个真正被工程实践验证过的方案
这个模型诞生的时候，互联网还远没有今天这么成熟，它的设计思路本身偏向于：先把网络通信这件事在逻辑上拆清楚，再尝试推动大家按照这个模型去实现
听起来没什么问题，但现实是，当OSI还在制定标准、反复讨论每一层该干什么时，TCP/IP已经在真实网络中跑起来了，而且还跑的不错
这就导致一个非常现实的结果：OSI模型在理论上非常完美，但在实践中严重缺乏落地土壤。正因为如此，几乎找不到一个严格按照OSI七层完整实现的网络系统，它更多是被用来"解释网络是怎么回事"，而不是"指导网络该怎么实现"
六、TCP/IP网络模型
和 OSI 七层相比，TCP/IP 模型显得"朴素"得多，它并不追求把每一件事都拆得非常细，而是更关注一件事：这套东西，能不能在真实网络里稳定地跑起来？
答案显然是肯定的，不然今天我也写不了这篇博客了【狗头】
下文提到的具体协议这里先进行一个简要介绍，后续有机会另开一篇详细介绍一下，嘿嘿
6.1 TCP/IP的四层结构
TCP/IP 模型一共分为四层（有些教材会叫五层，本质一致）：
- 应用层
- 传输层
- 网络层
- 网络接口层（或物理层+数据链路层）
第一眼看上去，层数少了很多，但实际上并不是"功能减少了"，而是把OSI中那些存在感不强、边界模糊的层合并了
这点，反而非常符合工程直觉
6.2 应用层
如果你写过Java网络程序，那你对TCP/IP的第一感知，一定是从应用层开始的
HTTP、HTTPS、SMTP、DNS......包括你自己定义的各种私有协议，都属于应用层协议哦
这一层要做的事情也很直接，规定应用之间如何通信、数据长什么样、怎样解析
比如 HTTP 中会定义请求行、请求头、请求体等数据格式
这些东西，和底层怎么发包、怎么重传，其实没什么关系，但对程序来说却是核心
这一层对应的就是OSI模型中的应用层+表示层+会话层
6.3 传输层
这一层的核心任务只有一个：在两台主机的进程之间，提供端到端的数据传输服务
你熟悉的两个老朋友就在这里，TCP和UDP
TCP提供一种"我尽量保证你能收到"的通信方式，通过连接、确认、重传、流量控制、拥塞控制等机制实现
UDP则是比较直接，只负责发，不保证对端能否接受
也正是在这一层，端口号开始真正发挥作用，也就是使用IP+端口定位一个通信端点
6.4 网络层
再往下一层，就是网络层
这一层关心的问题只有一个：数据包该如何从一台主机送到另一台主机
网络层不关心数据内容是什么，是不是完整，有没有顺序，而是尽最大努力把数据包送到目标IP所在的网络
至于中间走哪条路、经过多少个路由器、会不会丢包，都是网络层要操心的事情
也正是在这里，"路由"这个概念才真正出现
6.5 网络接口层
最底层的网络接口层，这一层负责主要负责：
- 数据如何在链路上传输
- 使用什么介质传输（网线、光纤、无线）
- MAC地址
- 帧的封装与拆解
你可以把它理解为，把上层交下来的数据，真正变成电信号、光信号、无线信号发出去
OSI模型中的物理层和数据链路层就是在这里被合并的
FINISH！下篇我们来介绍一下一个数据包在网络中是如何被"层层封装"的