前言

今天，我所在的技术群（qq185017593），讨论了sizeof的问题，聊得不亦乐乎，然而一个群友贴的代码，我感觉有一些漏洞，于是梳理了一下思路和知识点，特此记录一下。

写在最前面

  网络安全是个很大的话题，它包括了网络加密、数据真实性认证、终端身份认证、防火墙等技术，而网络加密、数据真实性验证，终端身份认证，则是网络安全中的重要一环，学习和掌握它具有重要意义，通过学习网络安全的相关知识，有助于我们理解生活中一些关于网络安全方面的现象。这样也可以做到知其然，并且知其所以然。最近一段时间，我发现自己对这块的掌握并不牢靠，于是参阅了一些资料和论文，主要的参阅资料是《Computer Networking A Top-Down Approach》的第八章Secure In Computer Networks，也包含了多篇paper。本文主要阐述网络加密、数据验证、身份验证的一些基本知识，并不涉及网络安全的其他方面。由于本人水平有限，有不正确的地方，欢迎批评指正，最后原创不易，转载请注明出处。

前言

　　数据链路层，负责网络上，两个节点之间的数据帧通信，是最贴近硬件的一层。掌握数据链路层的知识，对我们理解网络中的一些现象具有极大的意义。这篇Blog，首先会介绍数据链路层的作用，以及基本结构和基本运作流程；紧随其后，我们将探讨数据链路层的转发设备，以及不同的设备构建的局部网络，数据帧传输的基本运作流程；最后我们将介绍在广播Channel中使用的链路层协议（Multi-Access Protocol）。本文的知识和观点主要来自于《Computer Networking A Top-Down Approach》一书，本Blog也将会大量引用该书的图文。
　　本Blog的主要功能是对数据链路层知识进行梳理，而非对Top-Down中Link-Layer这一章节的翻译，而是经过自己的梳理而写的文章。最后由于本人水平有限，如有不当的地方，欢迎大家批评指正，大家可以将建议或者意见发到我的邮箱中1518986465@qq.com。

前言

好久没有写blog了，近一年来，不断在学习网络相关的东西，最近看了许多书籍和paper，觉得是时候该写一篇有关网络层相关的文章，来梳理一下自己所学的知识点。在写这篇文章之前，我大概看过《计算机网络（谢希仁著）》、《网络是怎样连接的》和《Computer Networking A Top-Down Approach》等几本书。早在刚开始决定学习一下网络原理之初，我选择了《TCP/IP详解 卷1》来看，不过结合个人的学习经历，相比于Top-Down，个人认为这本书其实并不适合刚入门的初学者看，它略过了太多的细节，相反《Computer Networking A Top-Down Approach》这本，不论在内容编排上，还是在内容阐述上都非常合理、清晰，循序渐进，对于想入门计算机网络的人来说，是绝佳的经典教程。
按照我自己的习惯，每经历一个阶段的学习，我就会进行一次知识的梳理和总结，今天写的这篇目的是通过阐述数据包在网络层中的流转，梳理网络层的整体结构，运作流程。最终串联各个知识点。本文将通过3个数据包流转的例子（其中一个是在一个很小的局域网内的传输，一个是在AS内的传输，还有一个是跨AS的传输），来逐步展现网络层的基本组成成分，以及不同规模情况下的基本运作流程。网络层数据包协议主要有IPv4和IPv6两种，目前广泛运用的仍然是IPv4，为了解决IPv4地址耗尽的问题，专家们提出了IPv6。本文探讨的内容，主要针对IPv4，不对IPv6作深入探讨。
本文旨在梳理网络层的基本结构和运作流程，并不涉及到网络层的方方面面，文章也会大量引用《计算机网络》、《网络是怎样连接的》、《Computer Networking A Top-Down Approach》以及其他一些论文的论述和插图，最后本人学识水平有限，如有疏漏，欢迎大家批评指正。

写在最前面

skynet是目前使用比较广泛的服务端框架，虽然目前网上资料众多，但是从自己的学习和使用经历来看，缺乏能够让自己系统了解该框架底层机制的资料，这段时间，趁着自己有时间，阅读了skynet底层的一些代码，现在将自己理解的部分总结并记录下来，以备日后使用。本文旨在捋清skynet框架的结构和主要流程，并不会涉及skynet的方方面面，一些论述，我贴上了一些源码加以论证，并在引用的源码里加入了一些注释。

数据链路层概述

• 计算机网络的形成
  计算机最初只是孤立的一个运算机器，随着业务需求的不断发展，单台孤立的计算机已经不能够满足我们的需求，因此人们把一个区域内的多台计算机连接成一个网络即局域网，然而这些小的网络并不能满足对计算机日益增长的需求，因此把不同的局域网连接成一个全球性质的网络，我们称之为互联网，互联网就是把不同的局域网通过路由器连接起来的网络。

Overview

我们的计算机能够运作起来，是我们将源代码编译成机器能够识别的二进制机器指令后，打包进可执行文件，并存入磁盘中。当我们运行一个程序的时候，首先会将磁盘内的二进制文件加载到内存中，然后通过CPU来解释和运行。为了能够做到，通过统一的方式使用不同型号的硬件，并且防止失控的程序滥用硬件资源，人们则通过操作系统来处理这些事情。此外操作系统还负责不同进程间的上下文切换，以实现多任务执行（分时调度不同的进程）。

Mutex Lock

概述

互斥锁，一条线程加锁锁住临界区，另一条线程尝试访问改临界区的时候，会发生阻塞，并进入休眠状态。

具体说明

假设一台机器上的cpu有两个核心core0和core1，现在有线程A、B、C，此时core0运行线程A，core1运行线程B，此时线程B使用Mutex锁，锁住一个临界区，当线程A试图访问该临界区时，因为线程B已经将其锁住，因此线程A被挂起，进入休眠状态，此时core0进行上下文切换，将线程A放入休眠队列中，然后core0运行线程C，当线程B完成临界区的流程并执行解锁之后，线程A又会被唤醒，core0重新运行线程A

运输层协议公有特征

应用进程之间的通信

• 两台主机之间的通信，实际上是两台主机上应用进程之间的通信
• 主机上所有使用网络功能的应用进程，共享操作系统内核提供的网络通信功能
• 因为操作系统上应用进程众多，因此为了将数据包准确交付给目标机器上的指定进程，因此需要通过端口号来区分不同的进程
• IP+Port能够将数据包发送到指定机器上的指定进程
• 运输层位于内核通信服务的最高层，接收应用进程交付的数据包，同时将收到的数据包交付给应用进程
• IP层负责将数据包交付给目标机器，而运输层则负责将数据包交付给指定应用进程，部分运输层协议（如TCP协议）实现可靠数据交付，流量控制，拥塞控制和连接状态控制等。

IP协议层概述

通过数据包的目标IP地址，不断得找出通往该IP地址的路由器（下一跳路由器地址），并最终将数据包送到目标机器上的协议层。本质的功效是导航数据包去往目标机器。