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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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！
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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6讲 | 交换机与VLAN：办公室太复杂，我要回学校
刘超 2018-05-30
上一次，我们在宿舍里组建了一个本地的局域网 LAN，可以愉快地玩游戏了。这是一个非常简单的场景，因为只有一台交换机，电脑数目很少。今天，让我们切换到一个稍微复杂一点的场景，办公室。
拓扑结构是怎么形成的？
我们常见到的办公室大多是一排排的桌子，每个桌子都有网口，一排十几个座位就有十几个网口，一个楼层就会有几十个甚至上百个网口。如果算上所有楼层，这个场景自然比你宿舍里的复杂多了。具体哪里复杂呢？我来给你具体讲解。
首先，这个时候，一个交换机肯定不够用，需要多台交换机，交换机之间连接起来，就形成一个稍微复杂的拓扑结构。
我们先来看两台交换机的情形。两台交换机连接着三个局域网，每个局域网上都有多台机器。如果机器 1 只知道机器 4 的 IP 地址，当它想要访问机器 4，把包发出去的时候，它必须要知道机器 4 的 MAC 地址。
于是机器 1 发起广播，机器 2 收到这个广播，但是这不是找它的，所以没它什么事。交换机 A 一开始是不知道任何拓扑信息的，在它收到这个广播后，采取的策略是，除了广播包来的方向外，它还要转发给其他所有的网口。于是机器 3 也收到广播信息了，但是这和它也没什么关系。
当然，交换机 B 也是能够收到广播信息的，但是这时候它也是不知道任何拓扑信息的，因而也是进行广播的策略，将包转发到局域网三。这个时候，机器 4 和机器 5 都收到了广播信息。机器 4 主动响应说，这是找我的，这是我的 MAC 地址。于是一个 ARP 请求就成功完成了。
在上面的过程中，交换机 A 和交换机 B 都是能够学习到这样的信息：机器 1 是在左边这个网口的。当了解到这些拓扑信息之后，情况就好转起来。当机器 2 要访问机器 1 的时候，机器 2 并不知道机器 1 的 MAC 地址，所以机器 2 会发起一个 ARP 请求。这个广播消息会到达机器 1，也同时会到达交换机 A。这个时候交换机 A 已经知道机器 1 是不可能在右边的网口的，所以这个广播信息就不会广播到局域网二和局域网三。
当机器 3 要访问机器 1 的时候，也需要发起一个广播的 ARP 请求。这个时候交换机 A 和交换机 B 都能够收到这个广播请求。交换机 A 当然知道主机 A 是在左边这个网口的，所以会把广播消息转发到局域网一。同时，交换机 B 收到这个广播消息之后，由于它知道机器 1 是不在右边这个网口的，所以不会将消息广播到局域网三。
如何解决常见的环路问题？
这样看起来，两台交换机工作得非常好。随着办公室越来越大，交换机数目肯定越来越多。当整个拓扑结构复杂了，这么多网线，绕过来绕过去，不可避免地会出现一些意料不到的情况。其中常见的问题就是环路问题。
例如这个图，当两个交换机将两个局域网同时连接起来的时候。你可能会觉得，这样反而有了高可用性。但是却不幸地出现了环路。出现了环路会有什么结果呢？
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精选留言(134)
thomas 置顶第一张图中，机器三是如何同时链接两台交换机？作者回复: 赞，我以为不会有人问这个问题的，哈哈，老的局域网都是连到线上的，所以延续了这个图，为了准确，这里面中间的局域网可以认为是一个非直连的，例如中间隐藏了交换机等细节的，为了说明这个理论而简化
2018-05-30 3 135
narrystp中如果有掌门死掉了，又得全部重选一次，用的时间比较长，期间网络就会中断的2018-05-30 83
杨武刚@纷享销客老师的这个比喻让我这个门外汉听得很爽，化繁为简，赞一个，希望老师以后多用比喻作者回复: 谢谢
2018-05-30 46
李晓东请教个问题，讲STP的时候，两个交换机之间连线的数字代表什么？怎么得来的？2018-06-13 3 39
颇忒妥图一和图二有点看不懂，图里的交换机和PC 是物理设备，这个LAN 是什么？不是应该交换机和PC 直接用一根线相连么？作者回复: 这是个虚指的局域网，不一定直连，里面可以隐藏一些设备，例如hub，交换机
2018-05-30 2 32
iLeGeND第一:怎么感觉像培训网管呢
第二:有些东西 不适合做比喻 掌门那块不是到在讲什么 太乱了作者回复: 如果是开发，一般可能接触到的是传输层，但是一旦往底层学，这些知识是必须的。对于比喻的事情呢？当前学一门科学，最本质的是去看最原始的文档，表达严谨，论文一样，但是上来门槛比较高，所以做个比喻让人容易理解，建议对着图看一下，这个比喻我其实想了好久，内部培训同事的时候是讲的明白的
2018-05-30 2 27
magict4老师你好，我跟zixuan@有着相同的疑问。
文中提到：
当机器 2 要访问机器 1 的时候，机器 2 并不知道机器 1 的 MAC 地址，所以机器 2 会发起一个 ARP 请求。这个广播消息会到达机器 1，也同时会到达交换机 A。这个时候交换机 A 已经知道机器 1 是不可能在右边的网口的，所以这个广播信息就不会广播到局域网二和局域网三。
根据前一小节的内容，我有以下理解：
1. 交换机是二层设备，不会读取 IP 层的内容。
2. 交换机会缓存 MAC 地址跟转发端口的关系。
3. ARP 协议是广播的，目的地 MAC 地址是广播地址。
如果我的理解是正确的，那机器 2 发起的 ARP 请求中，是不含机器 1 的 MAC 地址的，只有广播地址。交换机 A 中缓存的信息是没法被利用起来的。那么交换机 A 是如何知道不需要把请求转发到其它局域网的呢？作者回复: 好像这个说法的确有问题，不是arp过程的，是发包过程的，由全部转发变成有脑子的
2018-06-19 2 26
鲸息1. STP 对于跨地域甚至跨国组织的网络支持，就很难做了，计算量摆着呢。
2. ping 加抓包工具，如 wireshark作者回复: 赞
2018-05-31 26
奔跑的蜗牛从公众号追过来的，头一次听到这么好听的STP，终于明白原理了，再看STP就不那么头大了作者回复: 谢谢
2018-05-31 24
戴劼 DAI JIE🤪有一次办公室断网，排查时候发现路由器某一个部门的端口的灯在狂闪，拔掉后恢复正常。然后去那个部门排查才发现他们插错了口，形成了环路导致广播风暴。作者回复: 是的，赞
2018-06-07 1 21
一叶孤航没看懂图一，机器和交换机不是直接网线连接的么？那么LAN1,LAN2是什么?LAN2又是怎么同时连接两台路由器的?求解惑2018-05-30 13
埃罗芒阿老师1.stp缺点的话，一个是某个交换机状态发生变化的时候，整个树需要重新构建，另一个是被破开的环的链路被浪费了
2.先ping，不通的话traceroute，参数逐渐加一2018-05-30 10
A7感觉spanning tree和vlan会死一堆人……
stp的缺点就是，当掌门死了或者有新人进入江湖，江湖上就又要经历一场血雨腥风，如果江湖很大的话，就会血雨腥风很久……2018-06-04 9
渔夫所有交换机都支持STP协议吗？除了STP还有别的什么机制能防止或预防网络环路风暴？谢谢作者回复: 有的，现在很少用stp了，后面讲数据中心的时候会提到
2018-06-04 9
化雨文中的拓扑图确实令我疑惑，好在thomas已经帮我发问了哈哈。能否考虑调整下拓扑图的画法：线条真实反应各个节点(主机，交换机等)的物理连接，同一个局域网的节点用虚线框出来作者回复: 看来这个图应该重新画了，谢谢
2018-06-02 9
天空白云第二个问题？ping ，traceroute？作者回复: 是哒
2018-05-30 9
张玮(大圣)无网络基础，看起来有点费力啊2018-07-08 7
武坤第一张图中，机器3、交换机A、交换机B三者是怎么连接的？2018-05-30 7
灰飞灰猪不会灰飞.烟灭老师，那假如既要保证vlan之间通讯，又要和其它部门通讯怎么呢？通过设置trunk吗？作者回复: 应该用路由器
2018-05-30 6
Lsoul请问，图一机器三如果是双网卡又是如何通信的呢作者回复: 这个比较复杂，看这两个网卡在机器里面是怎么配置的了
2018-06-07 4
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