《网络是怎样连接的》了解网络连接的全貌

前言

这一个月窝家里一口气连着看完了《计算机怎样跑起来的》、《程序是怎样跑起来的》、《网络是怎样连接的》这一套图灵科普丛书（疫情被迫营业啃书╰（‵□′）╯）。不得不说本书是这三本中，个人认为讲的最系统、最全面的一本。讲解了网络的全貌，却并没有用过多的笔墨，看来真的是“《计算机网络概论》图解趣味版”。（注意网络是一个很大的概念。本文所指的网络特指计算机网络，需要和传统的电信网络区分开）

作者巧妙的将网络是怎样连接的比作一场探索之旅，描绘了从浏览器中输入网址开始，一路追踪到显示出网页内容为止的整个过程。并对过程中的每一步进行了详尽的说明，作者的表达比较细致，并没有像大多教科书那样按照OSI（开放系统互联参考模型）七层结构或者TCP/IP四层参考模型讲，像我小白这种读起来也不是特别吃力，欢迎对计算机网络感兴趣的朋友去读一读，强烈推荐。

网络的概念

网络是由若干节点和连接这些节点的链路构成，表示诸多对象及其相互联系。
可以说计算机网络的诞生让人类的生活更便捷和丰富，也促进人类社会的进步。现在人们的生活离不开网络，试想现在没有网的生活，那么绝大多数人应该难以生活的下去。随着1946年世界上第一台电子计算机问世后的十多年时间内，由于价格很昂贵。电脑数量极少，早期所谓的计算机网络主要是为了解决这一矛盾而产生的。其形式是将一台计算机经过通信线路与若干台终端直接连接，我们也可以把这种方式看做为最简单的局域网雏形。

计算机网络也称计算机通信网。 关于计算机网络的最简单定义是：一些相互连接的、以共享资源为目的的、自治的计算机的集合。而最简单的计算机网络其实就只有两台计算机和连接它们的一条链路，即两个节点和一条链路。

你没看错，这就是一个计算机网络！

最早的计算机网络，是由美国国防部高级研究计划局（ARPA）建立的。现代计算机网络的许多概念和方法，如分组交换技术都来自ARPA。其不仅进行了租用线互联的分组交换技术研究，而且做了无线、卫星网的分组交换技术研究-其结果导致了网络协议TCP/IP协议的问世。
凡是对互联网有一些了解的人，那总会听过TCP/IP协议的大名。其全名叫Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议，指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。你也可以将它理解为我们的普通话，只有人们都使用它，才能互相流畅地交流，再也没有被温州话支配的恐惧了。

网络连接的全貌

从输入网址到显示出网页内容，这个过程只有短短几秒的时间，但在这短短几秒背后，离不开各种设备和软件的相互结合。

简单来说，网络就是由无数的计算机组合而成的，这个计算机往大了说就是我们经常需要访问的服务器、太湖之光，往小了说就是各类微型计算机，像电话手表、智能小家电，正是这些各式各样的计算机，通过通信线路连接起来才构成了我们如今庞大复杂的网络。像这样

当你访问服务器并显示网页这一过程中，包含了浏览器和服务器之间的一系列交互。童鞋们上网搜索信息时，会通过搜索引擎查询，这时你发出的请求信息就会通过网线或者无线网络流向服务器。Web服务器根据请求向浏览器发送响应消息，也就是你要查找的信息。而想要实现这样的功能，我们就需要一个机制能确保可以在浏览器和Web服务器之间传递请求和响应。于是就诞生了各种协议，

尽管网络相当的复杂，但结合书中内容，我们可以尝试着了解一下网络连接的全貌。按照《网络是怎样连接的》这本书的讲解，总体上可以将网络连接信息交互的过程分为六个环节。

Web浏览器

从浏览器中输入网址(URL)开始，浏览器按照一定的规则去分析这个网址的含义,然后根据其含义生成请求消息，之后委托操作系统中的网络控制软件将消息发送给服务器

协议栈、网卡

协议栈也就是网络控制软件会将从浏览器接收到的消息打包，然后加上目的地址等控制信息。接下来，协议栈会将包交给网卡(负责以太网或无线网络通信的硬件)，网卡会将包转换为电信号并通过网线发送到网络中去。

集线器、交换机、路由器

网卡发送的包会经过交换机等设备，到达用来接入互联网的路由器。路由器的后面就是互联网，网络运营商会负责将包送到目的地，就好像我们把信投到邮筒中之后,邮递员会负责把信送给收件人一样。

接入网、网络运营商

数据从用来接入互联网的路由器出发，进入了互联网的内部。互联网的入口线路称为接入网，一般来说我们可以用电话线、ISDN、ADSL（不对称数字用户线）、有线电视、光线、专线等多种通信线路来接入互联网这些通信线路统称为接入网。接入网连接到签约的网络运营商，并接入被称为接入点的设备。
接入点的实体是一台专为运营商设计的路由器,它就类似于离你家最近的邮局，接入点的后面就是互联网的核心部分（也就是很多运营商和大量路由器，这些路由器相互连接，组成一张巨大的网）。

防火墙,缓存服务器

通过互联网核心部分众多路由器接力之后，网络包最终到达了Web服务器所在的局域网中。接着，它会遇到防火墙，防火墙会对进入的包进行检查，检查完之后，网络包接下来可能还会遇到缓存服务器。如果要访问的网页数据正好在缓存服务器中能够找到，那么就可以不用劳烦Web服务器。直接从缓存服务器读出数据。

Web服务器

当网络包到达Web服务器后，数据会被解包并还原为原始的请求消息，然后交给Web服务器程序。和客户端一样，这个操作也是由操作系统中的协议栈来完成的。接下来Web服务器程序分析请求消息的含义，并按照其中的指示将数据装入响应消息中，然后发回给客户端。

到这，网络连接大致的一整套流程就差不多结束了，当然这个过程中还有非常多复杂、细微的知识点，就等着各位童鞋去阅读探索了。我自己也照着作者的结构梳理了以下网络传输的详细流程欢迎感兴趣的童鞋看一看——带你系统了解从浏览器中输入网址到显示出网页内容其间计算机网络经历了哪些过程