网络编程--基础

一、客户端与服务端架构:

  1. 什么是C/S架构:

    1. Client(客户端)--------基于通信--------Server(服务端)

      Client:即客户端--------我们可以形象的比喻为 需要被提供服务的客户,想什么时候需要服务端提供服务,就随时发送请求(客户)

      Server:即服务端------我们可以形象比喻为一个24小时营业,不间断提供服务的地方

  2.什么是B/S架构:

    1.Browser(浏览器)---------基于通信---------Server(服务器)

      Brower :即浏览器------本质上也是一种客户端

      Server : 即服务器-------本质上也是服务端

  3. 手机端:现在手机端的趋势诸如微信小程序,支付宝第三方接入等,都是B/S架构的体现。

  4.服务端需要遵循的原则:

    1.服务端与客户端都需要有唯一的地址,三四服务端的地址必须是固定的,绑定的

    2.需要对外一直提供服务,一直运行

    3.支持并发(服务端一个,客户端多个,支持同时被客户端访问)

二、OSI参考模型(7层模型,但是在实际开发中,我们更多的关注5层即可):

  

  每一层常用的网络设备(了解即可,实际运维更关注这块)

  

  1. 物理层:

      主要是基于电器特性发送高低电压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0

  2.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

      功能:定义了电信号的分组方方式

      作用:

        1. 规定了二进制数据的分组方法
        2. 规定了只要是接入互联网的计算机都必须由一个网卡,并且网卡上面应有应有世界唯一的编号
        我们管电脑网卡上的编号,叫做mac地址
        3. 以上的两个规定其实就是 ’ 以太网协议 ‘
        4. 单以太网协议,无法跨局域网,必须通过 路由器,ARP协议实现

        弊端:广播风暴

      以太网协议(Ethernet):

        早期的时候各个公司都有自己的分组方式,后来形成了统一的标准,即以太网协议ethernet

        ethernet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包含:(固定18个字节)

            •   发送者/源地址,6个字节
            •   接收者/目标地址,6个字节
            •   数据类型,6个字节

             data包含:(最短46字节,最长1500字节)

            •   数据包的具体内容

             head长度+data长度=最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送

        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

            mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址,长度为48位2进制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)

          

        广播:

            有了mac地址,同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另外一台主机的mac地址)

            ethernet采用最原始的方式,广播的方式进行通信,即计算机通信基本靠吼

  3.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:(可以让计算机跨子网传输)

        • 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地址分成两部分

        • 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

          例:172.16.10.1与172.16.10.2并不能确定二者处于同一子网

      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。

          知道”子网掩码”,我们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,否则为0),

          然后比较结果是否相同,如果是的话,就表明它们在同一个子网络中,否则就不是。

          比如,已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0,请问它们是否在同一个子网络?两者与子网掩码分别进行AND运算,

          172.16.10.1:10101100.00010000.00001010.000000001

          255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

          AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

          172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010

          255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

          AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

          结果都是172.16.10.0,因此它们在同一个子网络。

          总结一下,IP协议的作用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,另一个是确定哪些地址在同一个子网络。

    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

      协议工作方式:每台主机ip都是已知的

  4.传输层:(通过端口号找到目标应用程序)

      传输层功能:建立端口与端口之间的通信

         TCP/UDP-----都是基于端口工作的协议!
    其实计算机之间的通讯是计算机之间的应用程序之间的通信
     端口port:唯一标识一台计算机上某一个基于网络通讯的应用程序
     端口范围; 0---65535(动态分配)
    注意: 0-1024 通常是规操作系统分配的端口号
    通常: 我们写的软件端口号建议起在8000之后
    flask---默认端口5000
    Django ----默认端口 8000
     mysql-------3306
     redis------6379
  
TCP/UDP:
TCP协议(流式协议,可靠协议):需要建立双向通道
三次握手:-------->建立连接
1.第一次---客户端向服务端发送一个请求:syn = n
2.然后----服务端向客户端发送一个回复请求: ack = n +1
至此,客户端向服务端的单向通道完成 c------》s
3.然后, 服务端 再向 客户端 再发送一个建立通道请求: syn = k
4.然后,客户端 再向 服务端 发送一个确认通道建立的请求: ack = K+1
》》》》》》》实际是 过程中 3.4 两个步骤 合为一步-----因此为三次握手


TCP 协议 传输数据可靠的原因:
给对方发消息,对方必须回复确认收到传输的数据才会被删除,
否则会在一定时间间隔之内反复发送知道对方接受,如果在一定是时间内没有回复确认接收,则会删除数据

四次挥手:-------》断开连接
1.第一次,客户端向服务端 发送一个 syn=m
2.服务端 在向客户端 发送 ack= m+1 确认一条通道断开
3.服务端在向客户端,发送 syn=l
4.客户端确认信息 ack = l+1
----->正是由于断开链接的时候,双方都需要确认是否还有数据需要发送,所以四次挥手不能合并为三次


  4.应用层(http协议/ftp协议)


总结:
  
1. ip地址能够唯一标识全世界接入互联网的独一无二的一台机器
2. port 唯一标识一台计算机上的某一个基于网络通信的应用程序
3. ip+port 能唯一标识全世界某一台计算机上的某一个应用程序
 
 
原文地址:https://www.cnblogs.com/qianzhengkai/p/10790661.html