网络编程的基础

网络编程

应用软件的架构

1、C/S  client===>server 客户端到服务端

2、B/S   browser===》server 浏览器端到服务端

在不同的计算机上,一个安装客户端另一安装服务端 通过网络来通讯

什么是网络通讯?

要完成通讯必须具备的条件

1、物理连接介质(网线,wifi,光纤)

2、必须遵循相同的标准

在计算机网络中同样需要具备这两个条件

作为应用软件开发者,不需要关心第一步,重点是通讯的协议(通讯的协议)

网络协议

OSI七层模型

 物理层

主要作用就是将独立的计算机连接器的,物理层功能主要功能主要是基于电器特性发送高低电压。高电压对应数字1,低电压对应数字0.

数据链路层

由来:单纯的电信号0和1没有任何意义,必须规定电信号多少位一组,每组什么意思

数据链路层的功能:定义电信号的分组方式。

 因此制定数据链路层的通用协议:以太网协议作为数据链路层的标准

以太网协议规定

  • 一组电信号构成一个数据包,叫做‘帧’
  • 每一数据帧分成:报头head和数据data两部分
head data

头部(head)共18字节

发送者的地址(MAC地址),6个字节

接受者的地址(MAC地址),6个字节

数据类型,6个字节

mac地址:

head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡,发送端和接收端的地址便是指网卡的地址,即mac地址。

其次以太网协议主要用于局域网中的广播通信,就是将数据帧发送给局域网中的所有主机,接受方的MAC地址正确,则接受,不正确则丢弃。

网络层

网络层的由来:erthernet(以太网协议),MAC地址、广播发送虽然可以找到世界上任一台电脑。但是寻址的时间太长(需要给每一台电脑发一遍),还会导致带宽不足。

就采用路由的方式(向不同广播域/子网分发数据包),mac地址是无法区分的,它只跟厂商有关

网络层功能:引入一套新的地址用来区分不同的广播域/子网,这套地址即网络地址

ip协议

  • 规定网络地址的协议叫ip协议,它定义的地址称之为ip地址,广泛采用的v4版本即ipv4,它规定网络地址由32位2进制表示
  • 范围0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一个ip地址通常写成四段十进制数,例:172.16.10.1

ip地址可以分为两部分

  • 网络部分:标识子网
  • 主机部分:标识主机

注意:单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类,从网络部分或主机部分都无法辨识一个ip所处的子网

子网掩码

所谓”子网掩码”,就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,它的网络部分全部为1,主机部分全部为0。比如,IP地址172.16.10.1,如果已知网络部分是前24位,主机部分是后8位,那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。

ip数据包

ip数据包也分为head和data部分,无须为ip包定义单独的栏位,直接放入以太网包的data部分

head:长度为20到60字节

data:最长为65,515字节。

而以太网数据包的”数据”部分,最长只有1500字节。因此,如果IP数据包超过了1500字节,它就需要分割成几个以太网数据包,分开发送了。

以太网头                ip 头                                     ip数据                                

ARP协议

arp协议由来:计算机通信基本靠吼,即广播的方式,所有上层的包到最后都要封装上以太网头,然后通过以太网协议发送,在谈及以太网协议时候,我门了解到

通信是基于mac的广播方式实现,计算机在发包时,获取自身的mac是容易的,如何获取目标主机的mac,就需要通过arp协议

arp协议功能:广播的方式发送数据包,获取目标主机的mac地址

传输层

传输层的由来:网络层的ip帮我们区分子网,以太网层的mac帮我们找到主机,然后大家使用的都是应用程序,你的电脑上可能同时开启qq,暴风影音,等多个应用程序,

那么我们通过ip和mac找到了一台特定的主机,如何标识这台主机上的应用程序,答案就是端口,端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能:建立端口到端口的通信

补充:端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口

tcp协议:

可靠传输,TCP数据包没有长度限制,理论上可以无限长,但是为了保证网络的效率,通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包不必再分割。

以太网头 ip 头               tcp头               数据                                                    

 

udp协议:

不可靠传输,”报头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。

以太网头 ip头                      udp头                            数据                                           

TCP:基于链接传输数据,可保证数据传输的完整性

三次握手(确认链接)客户端发送(发送链接请求),服务端发送(同意信息,测试信息),客户端发送(请求信息)

四次会瘦(断开链接)客户端发送(断开链接请求),服务端发送(测试通信完整性信息),服务端发送(完整信息),客户端发送(确定断开信息)

UDP:无连接,不可靠传输,不能保证数据的完整性。

原文地址:https://www.cnblogs.com/msj513/p/9896592.html