# networking-learning **Repository Path**: PhiloKun/networking-learning ## Basic Information - **Project Name**: networking-learning - **Description**: 网络工程完整知识体系：23 章中文笔记 81 个零依赖可运行示例，覆盖物理层到云网络，含五层自动校验 - **Primary Language**: Unknown - **License**: Not specified - **Default Branch**: main - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 0 - **Forks**: 0 - **Created**: 2026-10-06 - **Last Updated**: 2026-10-06 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README # networking-learning · 网络工程完整知识体系 > 从物理层的比特到云上的 Overlay 网络：**23 章中文笔记 + 81 个零依赖可运行示例 + 五层自动校验**。 > 面向要做网络运维、网络开发、或准备 HCIA/HCIP/HCIE、CCNA/CCNP/CCIE 认证的人。 > 不讲名词解释，只讲**机制、数据、能验证的东西**。 --- ## 这个仓库是什么 网络上关于网络工程的资料有两种极端：一种是「OSI 七层分别是物理层、数据链路层……」的名词罗列， 另一种是厂商配置手册。中间那一层——**为什么协议要这么设计、报文第几个字节是什么、 带宽和时延到底谁在拖后腿、抓包看到的现象对应哪个字段**——往往要靠踩坑才学得到。 这个仓库补的就是这一层。每章包含： - **机制详解**：每个设计都回答「解决什么问题」，不只给结论 - **逐字段的报文解剖**：比特位、长度、默认值、可选值 - **可运行的验证脚本**：零第三方依赖，`python3 xxx.py` 直接跑，输出中文并带结论 - **工程实践与陷阱清单**：真会遇到的问题，含排查手法 - **带公式与代入过程的自测计算题** --- ## 知识地图 ``` ┌─────────────────────────────────────────────┐ │ 第 00 章 · 学习路线与知识地图（从这里开始） │ └──────────────────────┬──────────────────────┘ │ ┌───────────────────────────────────────┼───────────────────────────────────────┐ │ │ │ ▼ ▼ ▼ 【一】基础与分层 【二】链路层与局域网 【三】网络层 01 网络概论与分层模型 03 数据链路层原理 06 IPv4 地址与子网划分 02 物理层与传输介质 04 以太网与交换技术 07 IPv6 与过渡技术 05 无线局域网 WLAN 08 路由基础与静态路由 09 动态路由 RIP 与 OSPF 10 动态路由 IS-IS 与 BGP 11 网关冗余与组播 ┌───────────────────────────────────────┼───────────────────────────────────────┐ │ │ │ ▼ ▼ ▼ 【四】传输层 【五】应用层 【六】安全与工程实践 12 TCP 协议详解 14 DNS 与 DHCP 17 网络安全基础 13 UDP、QUIC 与套接字 15 HTTP 与 Web 协议栈 18 网络排障与抓包分析 16 运维类应用协议 19 网络自动化与可编程网络 20 网络虚拟化与云网络 ┌───────────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────┐ ▼ ▼ 21 附录 A · 命令速查与工具手册 22 附录 B · 故障案例与排障决策树 ``` **一句话主线**：全程跟着一个数据包走——从你在浏览器敲下回车，到它变成光纤上的光脉冲， 再变回屏幕上的字节。每一章都是这条路上的一个驿站。 --- ## 章节总表 | 章 | 标题 | 核心内容 | 难度 | 笔记 | 示例 | |:--:|------|---------|:----:|:----:|:----:| | [00](00-学习路线与知识地图/README.md) | 学习路线与知识地图 | 依赖图、三条路线、实验环境搭建、学习方法 | ★☆☆ | 12 KB | 1 | | **一、基础与分层** | | | | | | | [01](01-网络概论与分层模型/README.md) | 网络概论与分层模型 | 交换方式、OSI/TCP-IP 模型、封装解封装、性能指标 | ★☆☆ | 27 KB | 3 | | [02](02-物理层与传输介质/README.md) | 物理层与传输介质 | 介质选型、线序、编码调制、奈氏与香农、信道复用 | ★★☆ | 27 KB | 4 | | **二、数据链路层与局域网** | | | | | | | [03](03-数据链路层原理/README.md) | 数据链路层原理 | 成帧、CRC、海明码、停等/GBN/SR、PPP | ★★☆ | 25 KB | 4 | | [04](04-以太网与交换技术/README.md) | 以太网与交换技术 | 802.3 帧、MAC 学习、VLAN、STP、链路聚合 | ★★☆ | 31 KB | 4 | | [05](05-无线局域网WLAN/README.md) | 无线局域网 WLAN | 802.11 家族、CSMA/CA、漫游、WPA2/WPA3 | ★★☆ | 29 KB | 4 | | **三、网络层** | | | | | | | [06](06-IPv4地址与子网划分/README.md) | IPv4 地址与子网划分 | 掩码、子网划分、VLSM、CIDR 聚合、ARP | ★★☆ | 31 KB | 4 | | [07](07-IPv6与过渡技术/README.md) | IPv6 与过渡技术 | 地址格式、NDP、SLAAC、双栈与 NAT64 | ★★☆ | 29 KB | 4 | | [08](08-路由基础与静态路由/README.md) | 路由基础与静态路由 | 路由表、最长前缀匹配、浮动静态、环路与 TTL | ★★☆ | 31 KB | 3 | | [09](09-动态路由RIP与OSPF/README.md) | 动态路由 RIP 与 OSPF | 距离矢量、计数到无穷、OSPF 状态机/LSA/SPF | ★★★ | 30 KB | 4 | | [10](10-动态路由IS-IS与BGP/README.md) | 动态路由 IS-IS 与 BGP | TLV、路径属性、BGP 选路 11 步、RR 与联盟 | ★★★ | 32 KB | 4 | | [11](11-网关冗余与组播/README.md) | 网关冗余与组播 | VRRP/HSRP、IGMP、组播 MAC 映射、PIM-SM | ★★★ | 31 KB | 3 | | **四、传输层** | | | | | | | [12](12-TCP协议详解/README.md) | TCP 协议详解 | 首部与选项、状态机、滑动窗口、拥塞控制、RTO | ★★★ | 35 KB | 4 | | [13](13-UDP-QUIC与套接字/README.md) | UDP、QUIC 与套接字 | 伪首部校验和、可靠 UDP、QUIC 0-RTT、IO 多路复用 | ★★☆ | 32 KB | 4 | | **五、应用层** | | | | | | | [14](14-DNS与DHCP/README.md) | DNS 与 DHCP | 报文格式与压缩指针、递归/迭代、DORA、中继 | ★★☆ | 29 KB | 3 | | [15](15-HTTP与Web协议栈/README.md) | HTTP 与 Web 协议栈 | HTTP/1.1→3、chunked、缓存、TLS 1.3 握手 | ★★☆ | 32 KB | 4 | | [16](16-运维类应用协议/README.md) | 运维类应用协议 | SMTP/POP3/IMAP、FTP 双连接、NTP、SNMP BER | ★★☆ | 28 KB | 4 | | **六、安全与工程实践** | | | | | | | [17](17-网络安全基础/README.md) | 网络安全基础 | 攻击原理、ACL、防火墙、NAT、IPsec、802.1X | ★★★ | 33 KB | 4 | | [18](18-网络排障与抓包分析/README.md) | 网络排障与抓包分析 | 分层方法论、pcap 解析、BPF、MTU 黑洞 | ★★★ | 27 KB | 4 | | [19](19-网络自动化与可编程网络/README.md) | 网络自动化与可编程网络 | NETCONF/YANG、配置审计、遥测、意图校验 | ★★★ | 29 KB | 4 | | [20](20-网络虚拟化与云网络/README.md) | 网络虚拟化与云网络 | VXLAN/EVPN、Overlay MTU、K8s 网络、云 VPC | ★★★ | 32 KB | 4 | | **附录** | | | | | | | [21](21-附录A-命令速查与工具手册/README.md) | 附录 A · 命令速查与工具手册 | 主机侧/设备侧命令、过滤器、端口与协议号速查 | ★☆☆ | 参考 | 2 | | [22](22-附录B-故障案例与排障决策树/README.md) | 附录 B · 故障案例与排障决策树 | 14 个真实故障案例、两套决策树、10 个常见错误 | ★★☆ | 参考 | 2 | > 难度 ★ 表示概念密度，不代表重要性。所有主线的建议投入见 [第 00 章](00-学习路线与知识地图/README.md)。 --- ## 快速开始 不需要装任何东西——所有示例只用 Python 标准库。**唯一要求：Python 3.9+。** ```bash git clone https://github.com/PhiloKun/networking-learning.git cd networking-learning # 跑一章看看（以子网划分为例） cd 06-IPv4地址与子网划分 python3 ipcalc.py # 默认演示 192.0.2.130/26 python3 ipcalc.py 10.1.2.3/22 # 也可以传自己的地址 python3 vlsm_splitter.py # VLSM 划分器 # 回仓库根目录，跑全量自检 cd .. python3 verify.py ``` ### 常用自检命令 ```bash python3 verify.py # 全部检查（结构/体量/语法/运行/整洁） python3 verify.py 12 13 # 只检查第 12、13 章 python3 verify.py --syntax # 只做语法检查（最快） python3 verify.py --quiet # 只打印失败项与汇总 ``` `verify.py` 会做五层校验，任何一层不过都会返回非 0： | 层 | 检查内容 | |:--:|---------| | 结构 | 23 个章节目录齐全，每章有 `README.md` | | 体量 | 笔记字节数达标、示例脚本数量达标、README 里引用的 `.py` 真实存在 | | 语法 | UTF-8 无 BOM，通过 `compile()` | | 运行 | 逐脚本运行：退出码为 0、输出无 `Traceback`、30 秒内退出 | | 整洁 | 运行后仓库无残留文件 | --- ## 示例索引（按章） | 章 | 示例脚本 | |:--:|---------| | 00 | `learning_path_planner.py` | | 01 | `osi_layers_demo.py` · `delay_budget.py` · `layer_mapping.py` | | 02 | `line_encoding.py` · `shannon_nyquist.py` · `medium_delay.py` · `multiplexing_demo.py` | | 03 | `crc_calc.py` · `hamming_code.py` · `arq_simulator.py` · `framing_demo.py` | | 04 | `mac_learning_switch.py` · `vlan_tag.py` · `stp_election.py` · `lag_hash.py` | | 05 | `csma_ca_sim.py` · `wifi_standard_table.py` · `wpa_psk_derive.py` · `roaming_timeline.py` | | 06 | `ipcalc.py` · `vlsm_splitter.py` · `cidr_aggregate.py` · `arp_sim.py` | | 07 | `ipv6_format.py` · `ipv6_subnet.py` · `eui64_gen.py` · `transition_demo.py` | | 08 | `route_lookup.py` · `static_route_gen.py` · `loop_and_ttl.py` | | 09 | `rip_convergence.py` · `ospf_cost_spf.py` · `ospf_lsa_types.py` · `dr_bdr_election.py` | | 10 | `isis_tlv.py` · `bgp_best_path.py` · `bgp_aspath.py` · `bgp_sm.py` | | 11 | `vrrp_election.py` · `multicast_mapping.py` · `multicast_tree.py` | | 12 | `tcp_header_lab.py` · `tcp_state_machine.py` · `tcp_congestion.py` · `tcp_rto.py` | | 13 | `udp_checksum.py` · `udp_echo_local.py` · `reliable_udp.py` · `quic_vs_tcp.py` | | 14 | `dns_wire_format.py` · `dns_resolve_path.py` · `dhcp_dora.py` | | 15 | `http_message.py` · `http_cache.py` · `tls13_handshake.py` · `local_http_server.py` | | 16 | `smtp_session.py` · `ftp_modes.py` · `ntp_offset.py` · `snmp_ber.py` | | 17 | `acl_engine.py` · `nat_session.py` · `ipsec_packet.py` · `attack_model.py` | | 18 | `pcap_parse.py` · `bpf_filter.py` · `traceroute_model.py` · `mtu_mss.py` | | 19 | `netconf_yang.py` · `config_diff.py` · `telemetry_vs_poll.py` · `intent_check.py` | | 20 | `vxlan_encap.py` · `overlay_mtu.py` · `k8s_service_path.py` · `cni_ipam.py` | | 21 | `port_service_lookup.py` · `cheatsheet_audit.py` | | 22 | `decision_tree.py` · `case_replay.py` | --- ## 仓库约定 **统一的演示数据**（全仓库共用，便于跨章对照）： | 用途 | 取值 | |------|------| | 办公网段 | `192.0.2.0/24` | | 对外服务网段 | `198.51.100.0/24` | | 骨干链路网段 | `203.0.113.0/24` | | IPv6 前缀 | `2001:db8::/32` | | 设备命名 | 交换机 `SW1/SW2`，路由器 `R1/R2/R3`，主机 `PC1/PC2` | `192.0.2.0/24`、`198.51.100.0/24`、`203.0.113.0/24` 是 RFC 5737 保留的文档专用网段， `2001:db8::/32` 是 RFC 3849 保留的文档专用 IPv6 前缀——用它们做教学不会误伤真实地址。 **示例脚本的硬规矩**：零第三方依赖 · 单文件自包含 · 不联网 · 不读标准输入 · 3 秒内跑完 · 输出中文并带「小结」· 需要落盘只用 `tempfile` · 攻击类演示只做建模不发真实流量。 --- ## 配套仓库 同系列的学习仓库： | 仓库 | 内容 | |------|------| | [python-learning](https://github.com/PhiloKun/python-learning) | Python 完整知识体系：22 章笔记 + 96 个示例 | | [c-learning](https://github.com/PhiloKun/c-learning) | C 语言完整知识体系：22 章笔记 + 70 个示例，全量 ASan/UBSan 验证 | | [cpp-learning](https://github.com/PhiloKun/cpp-learning) | 从零到现代 C++：20 章笔记 + 40 个示例 | | [rust-learning](https://github.com/PhiloKun/rust-learning) | Rust 学习笔记 | --- ## 许可 笔记与代码均可自由使用、修改、分发（MIT）。引用的 RFC/IEEE 文档版权归各自组织所有。 发现内容错误或有更好的讲法，欢迎提 Issue。