如果要入门 TCP/IP 网络模型,我推荐的是《图解 TCP/IP》,这本书也是以大量的图文来介绍了 TCP/IP 网络模式的每一层,但是这个书籍的顺序不是从「应用层 —> 物理层」,而是从「物理层 -> 应用层」顺序开始讲的,这一点我觉得不太好,这样一上来就把最枯燥的部分讲了,很容易就被劝退了,所以我建议先跳过前面几个章节,先看网络层和传输层的章节,然后再回头看前面的这几个章节。
另外,你想了解网络是怎么传输,那我推荐《网络是怎样连接的》,这本书相对比较全面的把访问一个网页的发生的过程讲解了一遍,其中关于电信等运营商是怎么传输的,这部分你可以跳过,当然你感兴趣也可以看,只是我觉得没必要看。
如果你觉得书籍过于枯燥,你可以结合 B 站《计算机网络微课堂》视频一起学习,这个视频是湖南科技大学老师制作的,PPT 的动图是我见过做的最用心的了,一看就懂的佳作。
B 站视频地址:bilibili.com/video/BV1c4411d7jb?p=1
深入学习系列
看完入门系列,相信你对计算机网络已经有个大体的认识了,接下来我们也不能放慢脚步,快马加鞭,借此机会继续深入学习,因为隐藏在背后的细节还是很多的。
对于 TCP/IP 网络模型深入学习的话,推荐《计算机网络 - 自顶向下方法》,这本书是从我们最熟悉 HTTP 开始说起,一层一层的说到最后物理层的,有种挖地洞的感觉,这样的内容编排顺序相对是比较合理的。
但如果要深入 TCP,前面的这些书还远远不够,赋有计算机网络圣经的之说的《TCP/IP 详解 卷一:协议》这本书,是进一步深入学习的好资料,这本书的作者用各种实验的方式来细说各种协议,但不得不说,这本书真的很枯燥,当时我也啃的很难受,但是它质量是真的很高,这本书我只看了 TCP 部分,其他部分你可以选择性看,但是你一定要过几遍这本书的 TCP 部分,涵盖的内容非常全且细。
要说我看过最好的 TCP 资料,那必定是《The TCP/IP GUIDE》这本书了,目前只有英文版本的,而且有个专门的网址可以白嫖看这本书的内容,图片都是彩色,看起来很舒服很鲜明,小林之前写的 TCP 文章不少案例和图片都是参考这里的,这本书精华部分就是把 TCP 滑动窗口和流量控制说的超级明白,很可惜拥塞控制部分说的不多。
白嫖站点:tcpipguide.com/free/t_TCPSlidingWindowAcknowledgmentSystemForDataTranspo-6.htm
当然,计算机网络最牛逼的资料,那必定 RFC 文档,它可以称为计算机网络世界的「法规」,也是最新、最权威和最正确的地方了,困惑大家的 TCP 为什么三次握手和四次挥手,其实在 RFC 文档几句话就说明白了。
TCP 协议的 RFC 文档:datatracker.ietf.org/doc/rfc1644/
实战系列
在学习书籍资料的时候,不管是 TCP、UDP、ICMP、DNS、HTTP、HTTPS 等协议,最好都可以亲手尝试抓数据报,接着可以用 Wireshark 工具看每一个数据报文的信息,这样你会觉得计算机网络没有想象中那么抽象了,因为它们被你「抓」出来了,并毫无保留地显现在你面前了,于是你就可以肆无忌惮地「扒开」它们,看清它们每一个头信息。
那在这里,我也给你推荐 2 本关于 Wireshark 网络分析的书,这两本书都是同一个作者,书中的案例都是源于作者工作中的实际的案例,作者的文笔相当有趣,看起来堪比小说一样爽,相信你不用一个星期 2 本都能看完了。
操作系统怎么学?
操作系统真的可以说是 Super Man,它为了我们做了非常厉害的事情,以至于我们根本察觉不到,只有通过学习它,我们才能深刻体会到它的精妙之处,甚至会被计算机科学家设计思想所震撼,有些思想实际上也是可以应用于我们工作开发中。
操作系统比较重要的四大模块,分别是内存管理、进程管理、文件系统管理、输入输出设备管理。这是我学习操作系统的顺序,也是我推荐给大家的学习顺序,因为内存管理不仅是最重要、最难的模块,也是和其他模块关联性最大的模块,先把它搞定,后续的模块学起来我认为会相对轻松一些。
学习的过程中,你可能会遇到很多「虚拟」的概念,比如虚拟内存、虚拟文件系统,实际上它们的本质上都是一样的,都是向下屏蔽差异,向上提供统一的东西,以方便我们程序员使用。
还有,你也遇到各种各样的调度算法,在这里你可以看到数据结构与算法的魅力,重要的是我们要理解为什么要提出那么多调度算法,你当然可以说是为了更快更有效率,但是因什么问题而因此引入新算法的这个过程,更是我们重点学习的地方。
你也会开始明白进程与线程最大的区别在于上下文切换过程中,线程不用切换虚拟内存,因为同一个进程内的线程都是共享虚拟内存空间的,线程就单这一点不用切换,就相比进程上下文切换的性能开销减少了很多。由于虚拟内存与物理内存的映射关系需要查询页表,页表的查询是很慢的过程,因此会把常用的地址映射关系缓存在 TLB 里的,这样便可以提高页表的查询速度,如果发生了进程切换,那 TLB 缓存的地址映射关系就会失效,缓存失效就意味着命中率降低,于是虚拟地址转为物理地址这一过程就会很慢。
你也开始不会傻傻的认为 read 或 write 之后数据就直接写到硬盘了,更不会觉得多次操作 read 或 write 方法性能会很低,因为你发现操作系统会有个「磁盘高速缓冲区」,它已经帮我们做了缓存的工作,它会预读数据、缓存最近访问的数据,以及使用 I/O 调度算法来合并和排队磁盘调度 I/O,这些都是为了减少操作系统对磁盘的访问频率。
……
还有太多太多了,我在这里就不赘述了,剩下的就交给你们在学习操作系统的途中去探索和发现了。
还有一点需要注意,学操作系统的时候,不要误以为它是在说 Linux 操作系统,这也是我初学的时候犯的一个错误,操作系统是集合大多数操作系统实现的思想,跟实际具体实现的 Linux 操作系统多少都会有点差别,如果要想 Linux 操作系统的具体实现方式,可以选择看 Linux 内核相关的资料,但是在这之前你先掌握了操作系统的基本知识,这样学起来才能事半功倍。
入门系列
对于没学过操作系统的小白,我建议学的时候,不要直接闷头看书。相信我,你不用几分钟就会打退堂鼓,然后就把厚厚的书拿去垫显示器了,从此再无后续,毕竟直接看书太特喵的枯燥了,当然不如用来垫显示器玩游戏来着香。
B 站关于操作系统课程资源很多,我在里面也看了不同老师讲的课程,觉得比较好的入门级课程是《操作系统 - 清华大学》,该课程由清华大学老师向勇和陈渝授课,虽然我们上不了清华大学,但是至少我们可以在网上选择听清华大学的课嘛。课程授课的顺序,就如我前面推荐的学习顺序:「内存管理 -> 进程管理 -> 文件系统管理 -> 输入输出设备管理」。
B 站清华大学操作系统视频地址:bilibili.com/video/BV1js411b7vg?from=search&seid=2361361014547524697
该清华大学的视频教学搭配的书应该是《现代操作系统》,你可以视频和书籍两者结合一起学,比如看完视频的内存管理,然后就看书上对应的章节,这样相比直接啃书相对会比较好。
清华大学的操作系统视频课讲的比较精炼,涉及到的内容没有那么细,《操作系统 - 哈工大》李治军老师授课的视频课程相对就会比较细节,老师会用 Linux 内核代码的角度带你进一步理解操作系统,也会用生活小例子帮助你理解。
B 站哈工大操作系统视频地址:bilibili.com/video/BV1d4411v7u7?from=search&seid=2361361014547524697
深入学习系列
《现代操作系统》这本书我感觉缺少比较多细节,说的还是比较笼统,而且书也好无聊。
推荐一个说的更细的操作系统书 —— 《操作系统导论》,这本书不仅告诉你 What,还会告诉你 How,书的内容都是循序渐进,层层递进的,阅读起来还是觉得挺有意思的,这本书的内存管理和并发这两个部分说的很棒,这本书的中文版本我也没找到资源,不过微信读书可以免费看这本书。
当然,少不了这本被称为神书的《深入理解计算机系统》,豆瓣评分高达 9.8 分,这本书严格来说不算操作系统书,它是以程序员视角理解计算机系统,不只是涉及到操作系统,还涉及到了计算机组成、C 语言、汇编语言等知识,是一本综合性比较强的书。
它告诉我们计算机是如何设计和工作的,操作系统有哪些重点,它们的作用又是什么,这本书的目标其实便是要讲清楚原理,但并不会把某个话题挖掘地过于深入,过于细节。看看这本书后,我们就可以对计算机系统各组件的工作方式有了理性的认识。在一定程度上,其实它是在锻炼一种思维方式 —— 计算思维。
最后
最后,说件事。
我想着,这世界上肯定有一些朋友也跟我有一样的苦恼,为此下决心,用图解 + 通熟易懂的讲解来帮助大家理解,利用工作之余,坚持输出图解文章两年之久,我的文章都汇总到了网站:
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