从 OSI 七层模型到子网计算 — 交互式深度学习
网络通信的核心在于分层架构。每一层各司其职，上层依赖下层提供的服务。点击下方每一层，了解它的职责、关键协议和数据单元。
直接面向用户的最高层，提供网络服务接口。你每天使用的浏览器、邮件客户端、SSH 终端都工作在这一层。
核心功能：HTTP 请求/响应、SMTP 邮件收发、DNS 域名解析、文件传输
负责数据的"翻译"工作 — 确保一个系统的信息能被另一个系统正确理解。
核心功能：编码转换（ASCII/Unicode）、数据压缩（gzip）、加密/解密（TLS/SSL）
管理通信双方之间的"对话"（会话）。建立、维护和终止会话连接，并处理同步与检查点。
核心功能：会话建立/终止、检查点与恢复、身份验证
端到端通信的关键 — 负责数据的可靠传输、流量控制和差错恢复。TCP 提供可靠连接，UDP 提供快速无连接传输。
核心功能：端口寻址、分段重组、流量控制（滑动窗口）、拥塞控制
TCP vs UDP：TCP 像打电话（建立连接→通话→挂断），保证顺序和完整性；UDP 像寄明信片（发出即忘），速度快但不保证送达。视频流、DNS 查询常用 UDP；网页、文件传输用 TCP。
负责跨网络的路由选择和逻辑寻址（IP 地址）。决定了数据包从源到目的地的最佳路径。
核心功能：IP 寻址、路由选择（OSPF/BGP）、分片与重组、ICMP 差错报告
在同一物理网络内的节点之间提供可靠的数据传输。使用 MAC 地址进行物理寻址，并通过帧校验保证本地传输正确。
核心功能：MAC 寻址、帧封装、差错检测（CRC）、介质访问控制（CSMA/CD）
最底层 — 负责在物理介质上传输原始比特流。定义电压、频率、接口标准等硬件特性。
核心功能：比特编码、信号调制、物理接口（RJ45、光纤）、传输模式（全双工/半双工）
实际工程中 TCP/IP 模型更为常用，它将 OSI 的上三层合并为"应用层"，下两层合并为"网络接口层"。
| OSI 层 | TCP/IP 层 | 典型协议 |
|---|---|---|
| 7 应用 + 6 表示 + 5 会话 | 应用层 | HTTP, DNS, SMTP, FTP |
| 4 传输 | 传输层 | TCP, UDP |
| 3 网络 | 网际层 | IP, ICMP, ARP |
| 2 数据链路 + 1 物理 | 网络接口层 | Ethernet, Wi-Fi |
当你在浏览器输入 https://example.com 并按下回车，一条 HTTP 请求就从应用层出发了。在到达物理线路之前，它要经过每一层的"打包" — 每层添加自己的控制信息（头部），就像俄罗斯套娃一样层层嵌套。
点击「下一步」观察封装过程：
TCP 在传输数据之前需要先"打招呼"建立连接，这就是经典的三次握手（Three-Way Handshake）。
输入 IP 地址和 CIDR 前缀，即时查看子网信息。
子网掩码：CIDR /N 表示前 N 位为 1。如 /24 = 11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0
网络地址：IP AND 子网掩码（逐位与运算）
广播地址：网络地址的主机位全部置 1
可用主机数：2^(32-N) - 2（减去网络地址和广播地址）
用上面的计算器验证你的答案，然后完成下面的练习题。
10.0.5.73/22，请计算网络地址和可用主机数。172.16.0.0/16 划分为至少 10 个子网，子网掩码应选什么？路由器根据最长前缀匹配（Longest Prefix Match）原则选择路由条目 — 在所有匹配项中，选择子网掩码最长（最精确）的那条。
| 目标网络 | 子网掩码 | 下一跳 | 接口 |
|---|---|---|---|
| 10.0.0.0 | 255.0.0.0 (/8) | 192.168.1.1 | eth0 |
| 10.1.0.0 | 255.255.0.0 (/16) | 192.168.1.2 | eth1 |
| 10.1.2.0 | 255.255.255.0 (/24) | 192.168.1.3 | eth2 |
| 172.16.0.0 | 255.255.0.0 (/16) | 192.168.1.4 | eth0 |
| 0.0.0.0 | 0.0.0.0 (/0) | 192.168.1.254 | eth0 |
对路由表中每条记录，检查：目标 IP AND 该条目的子网掩码 == 该条目的网络地址？如果匹配，记录下来。最终从所有匹配项中选 CIDR 前缀最长的那条。
依次输入以下 IP，思考它们分别会匹配哪条路由：
用户可以 ping 8.8.8.8 成功，但浏览器访问任何网站都显示"无法解析域名"。
你的分析是？
PC-A (192.168.1.10/24) 和 PC-B (192.168.2.10/24) 连接在同一台交换机上，互相 ping 不通。
最可能的原因是？
网络时好时坏，ping 目标有时延迟突然飙到 500ms+，有时正常。同一时段其他同事也有类似反馈。
你首先排查什么？
检验你对网络基础与协议的理解程度，每题点击选项后即时反馈。