day28 網絡編程

 

一，客戶端/服務端架構

C/S        B/S

1，硬件c/s架構（打印機）

2，軟件c/s架構：

互聯網中到處是c/s架構

(B/S架構也是C/S架構的一種) 如你的瀏覽器是客戶端，博客園網站是服務端。

好比，騰訊做爲服務端爲你提供視頻，你得下個騰訊視頻客戶端才能看到它的視頻。

 

client《-------基於網絡通訊----------》server

browser<--------基於網絡通訊---------->server

3.server端必須知足的條件：

    1.穩定運行（網絡，硬件，操做系統，服務端應用軟件），對外一直提供服務。

     2.服務端必須綁定一個固定的地址。

二，什麼是互聯網？

   互聯網的核心就是由一堆協議組成，協議就是標準，好比全世界人通訊的標準是英語。

   若是把計算機比做人，互聯網協議就是計算機界的英語。全部的計算機都學會了互聯網協議，那全部的計算機都

   就能夠按照統一的標準去收發信息從而完成通訊了。

互聯網兩大要素：

1.底層的物理鏈接介質，是爲通訊鋪好道路的。

2.一套統一的通訊標準------》互聯網通訊協議

三，網絡通訊原理

   3.1 互聯網的本質就是一系列的網絡協議

   一臺硬設有了操做系統，而後裝上軟件就能夠正常使用了，然而你也只能本身使用。像這樣，每一個人都擁有一臺本身    的機器，然而彼此孤立。

 

結論：

英語稱爲世界上全部人通訊的統一標準，若是把計算機當作分佈於世界各地的人，那麼鏈接兩臺計算機之間的internet實際上就是一系列統一的標準，這些標準稱爲互聯網協議。互聯網的本質就是一系列的協議。

 

3.2 自定義協議：

任何一種協議都包含兩部分：

1，報頭：必須是固定長度。

2，數據

 

 

3.3  osi七層協議

 互聯網協議按照功能不一樣分爲tcp/ip五層：

 

首先，用戶感知到的只是最上面的一層應用層，自上而下每層都依賴於下一層。

每層都運行特定的協議，越往上越靠近用戶，越往下越靠近硬件。

1.物理層：

孤立的計算機想要一塊兒玩，必須接入internet,言外之意是計算機必須完成組網。

 

 物理層功能：

主要是基於電器特性發送高低電壓（電信號），高電壓對應數字1，低電壓對應數字0.

 

2.數據鏈路層

數據鏈路層由來：單純的電信號0和1沒有任何意義，必須規定電信號多少位一組，每組什麼意思。

數據鏈路層的功能：定義了電信號的分組方式。

以太網協議：

早期的時候各個公司都有本身的分組方式，後來造成了統一的標準，即以太網協議ethernet

ethernet規定：

一組電信號組成一個數據報，叫作‘幀’

每個數據報分紅：報頭和數據兩部分。

把數據報比做咱們平時寄信的話，報頭至關於信封，能夠看到是給誰的，數據至關於裏面的信件。

總結：

任何一種通訊協議都必須包含兩部分：

一部分：報頭（必須是固定的長度）

二部分：數據

 

mac地址：

報頭中包含的源地址和目標地址由來：以太網規定接入inernet的設備都必須具有網卡，發送端和接收端的地址即是指網卡的地址，即mac地址。

廣播：

有了mac地址，同一網絡內的兩臺主機就能夠通訊了（一臺主機經過arp協議獲取另一臺主機的mac地址）

ethernet採用最原始的方式，廣播的方式進行通訊，即計算機通訊基本靠吼

 

3.網絡層

網絡層由來：有了ethernet、mac地址、廣播的發送方式，世界上的計算機就能夠彼此通訊了，問題是世界範圍的互聯網是由

一個個彼此隔離的小的局域網組成的，那麼若是全部的通訊都採用以太網的廣播方式，那麼一臺機器發送的包全世界都會收到，

這就不只僅是效率低的問題了，這會是一種災難

上圖結論：必須找出一種方法來區分哪些計算機屬於同一廣播域，哪些不是，若是是就採用廣播的方式發送，若是不是，

就採用路由的方式（向不一樣廣播域／子網分發數據包），mac地址是沒法區分的，它只跟廠商有關

網絡層功能：引入一套新的地址用來區分不一樣的廣播域／子網，這套地址即網絡地址

 

ip地址：

規定的網絡地址的協議叫作ip協議，它定義的地址稱之爲ip地址；普遍採用的ipv4.

子網掩碼：

所謂」子網掩碼」，就是表示子網絡特徵的一個參數。再形式上等同於ip地址。

 

算出子網地址：

知道」子網掩碼」，咱們就能判斷，任意兩個IP地址是否處在同一個子網絡。方法是將兩個IP地址與子網掩碼分別進行AND運算（兩個數位都爲1，運算結果爲1，不然爲0），而後比較結果是否相同，若是是的話，就代表它們在同一個子網絡中，不然就不是。

 

總結：標識地址的方式：

     ip+mac地址就能標識全世界範圍內獨一無二的一臺計算機。

     ip+mac+port就能標識全世界範圍內獨一無二的一個基於網絡通訊的應用軟件。

     url地址：標識全世界範圍內獨一無二的一個資源。

  注意：

 url地址=應用層協議部分（http://）+域名部分和端口部分（即對應對方的網站）+路徑。

 

ARP協議：

ARP協議由來：

計算機通訊基本靠吼，即廣播的方式，全部上層的包到最後都要封裝上以太網頭，而後經過以太網協議發送，在談及以太網協議時候，我門瞭解到

通訊是基於mac的廣播方式實現，計算機在發包時，獲取自身的mac是容易的，如何獲取目標主機的mac，就須要經過arp協議

 

ARP協議功能：廣播的方式發送數據包，獲取目標主機的mac地址。

1.若是處在同一子網中時：

 

 上圖中：pc1做爲源mac,向同一子網裏的主機以廣播的方式發送數據包，在廣播的時候有幾個主機就複製幾份進行發送。而後各個主機接收後拆開包，若是發現裏面的ip是本身的，就返回本身的mac地址，上圖中pc2發現是本身的，就返回了本身的mac.

2.若是處於不一樣的子網中時：

源mac--網管的mac---目標網管的mac----目標ip（解析出目標mac）

 

4.傳輸層：

傳輸層的由來：網絡層的ip幫咱們區分子網，以太網層的mac幫咱們找到主機，而後你們使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啓qq，暴風影音，等多個應用程序，

那麼咱們經過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

 

傳輸層的功能：

創建端口到端口的通訊。

 

重點：

   tcp協議。（三次握手，四次揮手）

           三次握手創建鏈接：

 

 以上是三次握手鍊接：syn是創建鏈接的意思。

第一步：客戶端發送 請求包（syn=1）和序列號（seq=x）到服務端。

第二步：服務端經過序列號和請求包 確認請求（ack=1+x），同時向客戶端發出請求包（syn=1）和序列號（seq=y）

第三步：客戶端確認請求包（ack=1+y）

以上 syn_sent是發完，listen是等待。syn_rcvd是接受，established已經創建一個單項鍊接，established已經創建一個單項鍊接

 

四次揮手（斷開鏈接）：

 

爲何有四次揮手，是由於中間關係到數據傳輸的問題，當數據沒有傳完的時候，須要等待一下，確認對方收到數據後，才能釋放掉鏈接

斷開鏈接的時候，通常是服務端發起的。由於服務端要接其餘的客戶端。

第一步：服務端先發起斷開請求（fin)和序列號(seq)

第二步：客戶端確認請求（ack）

第三步：客戶端發起斷開請求（fin）

第四部：服務端確認斷開請求（ack）

 

udp協議：

又稱爲‘不可靠傳輸’

udp協議不用建鏈接

優勢：效率高，不用等待

缺點：是不等待就直接釋放掉數據內存，若是對方數據還沒接收完，容易丟失數據

 

五，半鏈接池：

半鏈接池佔的是內存空間，裏面存的是創建鏈接請求數。先進先出。

假如半鏈接池最大爲5，若是有6個主機同一時間進行訪問請求，那麼裏面先一塊兒放5個，一個一個的創建鏈接，出來一個再進去一個。

注意：

半鏈接池限制的是同一時間的請求數，而非鏈接數。