趣谈网络协议
刘超
网易研究院云计算技术部首席架构师
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课程目录
已完结 51 讲
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开篇词 (1讲)
开篇词 | 想成为技术牛人?先搞定网络协议!
免费
第一模块 通信协议综述 (4讲)
第1讲 | 为什么要学习网络协议?
第2讲 | 网络分层的真实含义是什么?
第3讲 | ifconfig:最熟悉又陌生的命令行
第4讲 | DHCP与PXE:IP是怎么来的,又是怎么没的?
第二模块 底层网络知识详解:从二层到三层 (5讲)
第5讲 | 从物理层到MAC层:如何在宿舍里自己组网玩联机游戏?
第6讲 | 交换机与VLAN:办公室太复杂,我要回学校
第7讲 | ICMP与ping:投石问路的侦察兵
第8讲 | 世界这么大,我想出网关:欧洲十国游与玄奘西行
第9讲 | 路由协议:西出网关无故人,敢问路在何方
第二模块 底层网络知识详解:最重要的传输层 (4讲)
第10讲 | UDP协议:因性善而简单,难免碰到“城会玩”
第11讲 | TCP协议(上):因性恶而复杂,先恶后善反轻松
第12讲 | TCP协议(下):西行必定多妖孽,恒心智慧消磨难
第13讲 | 套接字Socket:Talk is cheap, show me the code
第二模块 底层网络知识详解:最常用的应用层 (4讲)
第14讲 | HTTP协议:看个新闻原来这么麻烦
第15讲 | HTTPS协议:点外卖的过程原来这么复杂
第16讲 | 流媒体协议:如何在直播里看到美女帅哥?
第17讲 | P2P协议:我下小电影,99%急死你
第二模块 底层网络知识详解:陌生的数据中心 (6讲)
第18讲 | DNS协议:网络世界的地址簿
第19讲 | HTTPDNS:网络世界的地址簿也会指错路
第20讲 | CDN:你去小卖部取过快递么?
第21讲 | 数据中心:我是开发商,自己拿地盖别墅
第22讲 | VPN:朝中有人好做官
第23讲 | 移动网络:去巴塞罗那,手机也上不了脸书
第三模块 热门技术中的应用:云计算中的网络 (5讲)
第24讲 | 云中网络:自己拿地成本高,购买公寓更灵活
第25讲 | 软件定义网络:共享基础设施的小区物业管理办法
第26讲 | 云中的网络安全:虽然不是土豪,也需要基本安全和保障
第27讲 | 云中的网络QoS:邻居疯狂下电影,我该怎么办?
第28讲 | 云中网络的隔离GRE、VXLAN:虽然住一个小区,也要保护隐私
第三模块 热门技术中的应用:容器技术中的网络 (3讲)
第29讲 | 容器网络:来去自由的日子,不买公寓去合租
第30讲 | 容器网络之Flannel:每人一亩三分地
第31讲 | 容器网络之Calico:为高效说出善意的谎言
第三模块 热门技术中的应用:微服务相关协议 (5讲)
第32讲 | RPC协议综述:远在天边,近在眼前
第33讲 | 基于XML的SOAP协议:不要说NBA,请说美国职业篮球联赛
第34讲 | 基于JSON的RESTful接口协议:我不关心过程,请给我结果
第35讲 | 二进制类RPC协议:还是叫NBA吧,总说全称多费劲
第36讲 | 跨语言类RPC协议:交流之前,双方先来个专业术语表
第四模块 网络协议知识串讲 (4讲)
第37讲 | 知识串讲:用双十一的故事串起碎片的网络协议(上)
第38讲 | 知识串讲:用双十一的故事串起碎片的网络协议(中)
第39讲 | 知识串讲:用双十一的故事串起碎片的网络协议(下)
第40讲 | 搭建一个网络实验环境:授人以鱼不如授人以渔
答疑与加餐 (9讲)
协议专栏特别福利 | 答疑解惑第一期
协议专栏特别福利 | 答疑解惑第二期
协议专栏特别福利 | 答疑解惑第三期
协议专栏特别福利 | 答疑解惑第四期
协议专栏特别福利 | 答疑解惑第五期
加餐1 | 测一测:这些网络协议你都掌握了吗?
加餐2 | 创作故事:我是如何创作“趣谈网络协议”专栏的?
加餐3 | “趣谈网络协议”专栏食用指南
第2季回归 | 这次我们来“趣谈Linux操作系统”
结束语 (1讲)
结束语 | 放弃完美主义,执行力就是限时限量认真完成
趣谈网络协议
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第23讲 | 移动网络:去巴塞罗那,手机也上不了脸书

刘超 2018-07-09

前面讲的都是电脑上网的场景,那使用手机上网有什么不同呢?

移动网络的发展历程

你一定知道手机上网有 2G、3G、4G 的说法,究竟这都是什么意思呢?有一个通俗的说法就是:用 2G 看 txt,用 3G 看 jpg,用 4G 看 avi。

2G 网络

手机本来是用来打电话的,不是用来上网的,所以原来在 2G 时代,上网使用的不是 IP 网络,而是电话网络,走模拟信号,专业名称为公共交换电话网(PSTN,Public Switched Telephone Network)。

那手机不连网线,也不连电话线,它是怎么上网的呢?

手机是通过收发无线信号来通信的,专业名称是 Mobile Station,简称 MS,需要嵌入 SIM。手机是客户端,而无线信号的服务端,就是基站子系统(BSS,Base Station SubsystemBSS)。至于什么是基站,你可以回想一下,你在爬山的时候,是不是看到过信号塔?我们平时城市里面的基站比较隐蔽,不容易看到,所以只有在山里才会注意到。正是这个信号塔,通过无线信号,让你的手机可以进行通信。

但是你要知道一点,无论无线通信如何无线,最终还是要连接到有线的网络里。前面讲数据中心的时候我也讲过,电商的应用是放在数据中心的,数据中心的电脑都是插着网线的。

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精选留言(41)

  • 刘老师,一直在听您的课,条理很清晰,很佩服,想说,看您能否出一套关于操作系统的课程。。。

    作者回复: 谢谢

    2018-07-09
    27
  • babos
    最近几章确实比较难懂,主要原因是包含了很多平时没接触过的知识,而且每个知识都是可以拿出来单独讲上几章的,所以给大家几个建议,不对的欢迎指出探讨。1.非网络开发或运维人员的可以了解大概原理即可,不必深究细节。2.其实每一层的各种协议都有互通之处,可以先吃透ip、tcp、udp等基础常见也是作者讲解比较详细的协议,举一反三进行学习,作者的每一讲思路确实也是这样的,给个👍。3.想详细深入学习的建议也别指着这篇文章完全学会这么大一个知识框架,可以看看书和多找点其他文章印证着看,毕竟刚才说了,一篇文章写不完那么多东西

    作者回复: 赞

    2018-07-09
    23
  • 张立春
    曾经做了十年通讯,看了很亲切,感慨作者的渊博知识和感谢作者的用心做事。题外话,通讯活又脏又累,建设好通讯高速公路真不容易,到头来被OTT了。现在的通讯人就像工地民工,干的苦拿的少,互联网人就像装修公司,光鲜亮丽财大气粗!
    2018-07-09
    18
  • 鲍勃
    跪求刘老师接下来开课讲linux系统
    2018-07-10
    16
  • 赤脚小子
    非常感谢作者,最近接触的5g,和中国移动项目,都需要大量的网络知识,可惜看着课程表没有sdn,nfv的内容了,您的课每一篇都值得仔细阅读,比买过的其他课好太多了。期待您的新课程或者新著作。

    作者回复: 后面会有sdn

    2018-07-09
    11
  • 秦峰
    按照课程原理,买一张国外的手机sim卡,就可以在国内上脸书了。

    作者回复: 是的,只要国内允许接入

    2018-07-18
    7
  • 蓝色理想
    老师蓝牙wifi会讲吗?
    2018-07-09
    5
  • 蓝色理想
    老师如此博学😂😂
    2018-07-09
    5
  • 赵强强
    刘老师您好,我的理解是SCTP的四次握手可以避免TCP协议的一个问题:客户端不ACK,导致服务器端长时间处于SYNC已接收状态。但如果客户端可以伪造大量IP,建立连接后不通信,消耗服务器端资源,这两种协议都避免不了吧?

    作者回复: sctp第一次不建立数据结构

    2018-07-10
    4
  • C_love
    一章讲了学了几年的通信…
    2018-07-12
    3
  • summer
    控制不同优先级的用户的上网流量,应该是通过PCRF做的QoS

    作者回复: 赞

    2018-07-09
    3
  • 天王
    移动网络1 1.2 4G网络 1.21 4G网络,基站为E-Node B,包含了 Node B和RNC的功能,
     HSS用于存储签约用户信息的数据库,号码归属地和认证信息。MME 核心控制网元,是控制面的核心,当手机通过enodeB连上的时候,MME会根据HSS来判断
     手机是否合法,如果允许连接上来,MME不负责具体的数据流量,会选择数据面的SGW(Serving Gateway)和PGW(PDN Gateway),
     手机通过 E-node B,连接SGW,再通过PGW,连接上IP网络,PGW就是出口网关,出口网关,有个组件PCRF,称为计费和策略控制单元,用来控制上网策略和流量的计费
     1.22 4G网络协议解析 1.221 控制面协议
     e-node B 到MME,MME到SGW,SGW到PGW,这3段都是控制面的协议。
     e-node 前面对接无线网络,控制面对接的是MME,eNodeB和MME之间连接的是正常的IP网络,传输层的协议是SCTP,面向连接的,适合移动网络。
    建设的数据通路,分2段路,其实是2个隧道,一段是eNodeB到SGW,一段是从SGW到PGW。
    GTP-C协议是基于UDP的,GTP-C头里面有隧道的id和序列号。
    1.222 数据面协议
    PGW会给手机分配一个IP地址,这个IP地址是隧道内部的IP地址,这个IP地址是归运营商管理的,手机可以使用ip地址,连接eNodeB,eNodeB经过S1-U协议,
    通过第一隧道到达SGW,再从SGW经过S8协议,经过第二段隧道打到PGW,然后经过PGW连接到互联网。

    手机发出的每一个包,都GTP-U隧道协议封装起来,分为承载协议,乘客协议,隧道协议。
    1.3 手机上网流程
    1.31 手机开机之后,寻找基站eNodeB,找到后给eNodeB发送Attach Request,说要上网
    1.32 eNodeB发送MME,说有个手机要上网
    1.33 MME 去请求手机,一是认证,二是鉴权,还有请求HSS有没有钱,在哪上网。
    1.34 MME通过了手机的认证之后,开始分配隧道,先告诉SGW,创建一个会话,会给SGW分配一个隧道ID t1,并且给SGW给自己也分配一个隧道ID。
    1.35 SGW转头向PGW请求建立一个会话,为PGW的控制面分配一个隧道id t2,也给PGW的数据面分配一个隧道id t3,并且请求PGW给自己的数据面分配隧道id
    1.36 PGW回复SGW创建会话成功,使用自己的控制面隧道id t2,回复里面携带着给控制面分配的隧道id t4和t5,SGW和PGW的隧道建设完成,双方同学都要带上
    隧道id,标志是这个手机的请求
    1.37 SGW回复MME创建会话成功,使用自己的隧道id t1访问MME,回复里面有给MME分配的隧道id t6,也有给eNodeB分配的隧道t7.
    1.38 MME 会告诉eNodeB,后面的隧道建设成功,会把隧道id t7告诉 eNodeB
    1.39 eNodeB告诉MME,自己给SGW分配的隧道id为 t8
    1.40 MME将隧道id t8告诉SGW,至此隧道建设完成。
    手机通过建立的隧道可以上网了。

    1.4 异地上网流程
    1.41 SGW和PGW的区别,SGW是本地运营商的设备,PGW是手机所属运营商的设备
    1.42 在巴塞罗那,连接的本地运营商的 eNodeB,eNodeB会去本地的MME去验证,MME去所属运营商的HSS去验证,手机是否合法,是否还有钱。
          如果允许,eNodeB会到SGW会建立一个隧道,巴塞罗那的SGW和国内的PGW会建立一个隧道,然后通过国内的PGW上网,
          判断能否上网的在国内的HSS,控制上网策略的是国内的PCRF,给手机分配的ip地址是国内运营商
    2019-07-09
    2
  • H增权
    刘老师的课我是很喜欢的 是不是把操作系统 基础数据结构和算法 编译原理也开下
    2018-07-10
    2
  • 瞬息
    老师您好,其实如果一星期三节的时间太赶的话,您可以稍微拉长一点时间,其实我们都不怕用等待来换取更完美的知识
    2018-07-09
    2
  • Hurt
    真的是 越来越难 越来越复杂了呀
    2018-07-09
    2
  • 小毅(Eric)
    根据经验,出国以后手机确实可以访问国内无法访问的网络,请问老师是什么原因

    作者回复: 难道我用了假的网络?

    2019-08-08
    1
    1
  • MichaelYan
    为啥在香港(用内地卡漫游)就直接能上Google, Facebook呢?

    作者回复: 啊

    2019-04-01
    1
  • Mr. Child
    根据经验,出国以后手机确实可以访问国内无法访问的网络,请问老师是什么原因。
    2018-10-29
    1
  • 赤脚小子
    非常感谢作者,最近接触的5g,和中国移动项目,都需要大量的网络知识,可惜看着课程表没有sdn,nfv的内容了,您的课每一篇都值得仔细阅读,比买过的其他课好太多了。期待您的新课程或者新著作。
    2018-07-09
    1
  • 牧云小帅
    老师,请教一下sctp协议有没安全机制解决中间人攻击,例如手机上被装了恶意软件,sctp协议有没办法解决恶意软件hook

    作者回复: 安全不是传输层能够解决的问题,需要应用层来解决

    2019-09-03
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