網絡基礎

時間 2020-07-09

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網絡編程即 `使用套接字來達到進程間通訊`

1、C/S和B/S架構

一、CS即 Client/Server （客戶機/服務器）架構，C/S架構在技術上很成熟，它的主要特色是交互性強、具備安全的存取模式、網絡通訊量低、響應速度快、利於處理大量數據。可是該架構的程序是針對性開發，變動不夠靈活，維護和管理的難度較大。一般只侷限於小型局域網，不利於擴展。而且，因爲該架構的每臺客戶機都須要安裝相應的客戶端程序，分佈功能弱且兼容性差，不能實現快速部署安裝和配置，所以缺乏通用性，具備較大的侷限性。編程
二、BS即 Browser/Server （瀏覽器/服務器）架構，就是隻安裝維護一個服務器（Server），而客戶端採用瀏覽器（Browse）運行軟件。B/S架構應用程序相對於傳統的C/S架構應用程序是一個很是大的進步。 B/S結構的主要特色是分佈性強、維護方便、開發簡單且共享性強、整體擁有成本低。但數據安全性問題、對服務器要求太高、數據傳輸速度慢、軟件的個性化特色明顯下降，這些缺點是有目共睹的，難以實現傳統模式下的特殊功能要求。例如經過瀏覽器進行大量的數據輸入或進行報表的應答、專用性打印輸出都比較困難。此外，實現複雜的應用構造有較大的困難瀏覽器

三、總結：
- CS 優勢：本地響應速度快，在硬件和網絡環境很差的狀況下用CS能提升效率（實際上是下降用戶憤怒值）
- CS 缺點： 若是二次開發較多，投入很大。首先你不能保證不繼續修改二次開發方案，那麼CS 的兼容性就會不斷接受挑戰
- BS 優勢： 部署簡單，打開就用，不用太擔憂二次開發帶來的兼容性
- BS 缺點： 給用戶的感受就是反應慢

2、兩臺機器如何通訊？

一、IP地址

IP地址：⽤來在⽹絡中標記⼀臺電腦的⼀串數字，⽐如192.168.1.1（c類）；在同一⽹絡上是唯⼀的（用來標記惟一的一臺電腦）緩存
每⼀個IP地址包括兩部分： **⽹絡地址和主機地址 **安全
主機號0,255兩個數不能使用（網絡號、廣播地址）服務器

詳情解釋網絡
- A類IP地址由1個字節的⽹絡地址和3個字節的主機地址組成， ⽹絡地址的最⾼位必須是「0」，地址範圍1.0.0.1-126.255.255.254 ，可⽤的A類⽹絡有126個，每一個⽹絡能容納1677214個主機架構
- B類IP地址由2個字節的⽹絡地址和2個字節的主機地址組成， ⽹絡地址的最⾼位必須是「10」，地址範圍128.1.0.1-191.255.255.254 ，可⽤的B類⽹絡有16384個，每一個⽹絡能容納65534主機tcp
- C類IP地址由3個字節的⽹絡地址和1個字節的主機地址組成，⽹絡地址的最⾼位必須是「110」，地址範圍192.0.1.1-223.255.255.254 ，可用的C類⽹絡可達2097152個，每一個⽹絡能容納254個主機工具
- D類IP地址 第⼀個字節以「1110」開始，它是⼀個專⻔保留的地址。它並不指向特定的⽹絡，⽬前這⼀類地址被⽤在多點⼴播（一對多） 中多點⼴播地址⽤來⼀次尋址⼀組計算機地址範圍224.0.0.1-239.255.255.254學習
- E類IP地址 以「1111」開始，爲未來使⽤保留 E類地址保留，僅做實驗和開發⽤

二、注意：

私有IP：本地局域網上的IP，專門爲組織機構內部使用

在這麼多⽹絡IP中， 國際規定有⼀部分IP地址是⽤於咱們的局域⽹使⽤， 屬於私⽹IP， 不在公⽹中使⽤的， 它們的範圍是：

- 10.0.0.0～10.255.255.255
- 172.16.0.0～172.31.255.255 
- 192.168.0.0～192.168.255.255 

私有IP禁止出如今Internet中，來自於私有IP的流量所有都會阻止並丟掉。公有IP能夠全球訪問

IP地址127. 0. 0.1表明本機IP地址， ⽤ http://127.0.0.1 就能夠測試本機中配置的Web服務器

經常使用來ping 127.0.0.1來看本地ip/tcp正不正常

3、子網掩碼

用於測量兩個IP地址是否屬於同一個網段的工具

⼦⽹掩碼不能單獨存在，它必須結合IP地址⼀起使⽤
⼦⽹掩碼只有⼀個做⽤，就是將某個IP地址劃分紅⽹絡地址和主機地址兩部分
⼦⽹掩碼的設定必須遵循⼀定的規則：與IP地址相同，⼦⽹掩碼的長度也是32位，左邊是⽹絡位，⽤⼆進制數字「1」表示；右邊是主機位，⽤⼆進制數字「0」表示
假設IP地址爲「192.168.1.1」⼦⽹掩碼爲「255.255.255.0」
- 「1」有24個，表明與此相對應的IP地址左邊24位是⽹絡號
- 「0」有8個，表明與此相對應的IP地址右邊8位是主機號
- 即C類ip

4、端口號：用來標記區分進程

⼀臺擁有IP地址的主機能夠提供許多服務，⽐如HTTP（萬維⽹服務）、 FTP（⽂件傳輸）、 SMTP（電⼦郵件）等，這些服務徹底能夠經過1個IP地址來實現。那麼，主機是怎樣區分不一樣的⽹絡服務呢？
顯然不能只靠IP地址，由於IP地址與⽹絡服務的關係是⼀對多的關係。其實是經過 「IP地址+端⼝號」 來區分不一樣的服務的

注意：端⼝號是一個數字，只有整數，範圍是從0到65535 （分爲知名和動態兩種）

知名端⼝是衆所周知的端⼝號（用來作固定事情），範圍從0到1023，例如：
- 80端⼝分配給HTTP服務（網站）
- 21端⼝分配給FTP服務（文件下載）
- 能夠理解爲，⼀些**常⽤的功能使⽤的號碼是固定的 **
動態端⼝的範圍是從1024到65535之因此稱爲動態端⼝
- 之因此稱爲動態端⼝，是由於它⼀般不固定分配某種服務，⽽是動態分配
- 動態分配是指當⼀個系統進程或應⽤程序進程須要⽹絡通訊時，它向主機申請⼀個端⼝，主機從可⽤的端⼝號中分配⼀個供它使⽤

5、網卡

網卡（網絡適配器，網絡接口卡）是一塊被設計用來容許計算機在網絡上進行通信的計算機硬件

6、mac地址

每個網卡都有一個被稱爲MAC地址的獨一無二的48位串行號
也叫物理地址（實際地址）：由網絡設備製造商生產時寫在硬件內部
IP地址與MAC地址在計算機裏都是以二進制表示的，IP地址是32位的，而**MAC地址則是48位的（6個字節）

如：08:00:20:0A:8C:6D就是一個MAC地址，其中前3組16進制數08:00:20表明網絡硬件製造商的編號**，它由IEEE（電氣與電子工程師協會）分配

而後3組16進制數0A:8C:6D表明該製造商所製造的某個網絡產品（如網卡）的系列號

MAC地址在世界是唯一的

（能夠直接理解爲網卡的序列號）

7、交換機

集線器(HUB)是計算機網絡中鏈接多個計算機或其餘設備的鏈接設備，是對網絡進行集中管理的最小單元。英文Hub就是中心的意思，像樹的主幹同樣，它是各分支的聚集點。HUB是一個共享設備，主要提供信號放大和中轉的功能，它把一個端口接收的全部信號向全部端口分發出去
交換機(Switch)是一種基於MAC（網卡的硬件地址）識別，能完成封裝轉發數據包功能的網絡設備。交換機能夠「學習」MAC地址，並把其存放在內部地址表中，經過在數據幀的始發者和目標接收者之間創建臨時的交換路徑，使數據幀直接由源地址到達目的地址

arp協議：地址解析協議（arp在七層中的第三層，mac在第二層）
經過一臺機器的IP地址獲取到了它的mac地址，用到了交換機：
主機發送信息時將包含目標IP地址的ARP請求廣播到局域網絡上的全部主機，並接收返回消息，以此肯定目標的物理地址
收到返回消息後將該IP地址和物理地址存入本機ARP緩存中並保留必定時間，下次請求時直接查詢ARP緩存以節約資源
注：第一次是廣播，後面是單播

8、路由器

路由器：肯定一條路徑的設備，路由器是鏈接因特網中用來連接網絡號不一樣的網絡，至關於中間人；各局域網、廣域網的設備，它會根據信道的狀況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按先後順序發送信號的設備。
路由器的一個做用是連通不一樣的網絡，另外一個做用是選擇信息傳送的線路
同一個局域網當中的終端之間進行通信的基礎是處於同一個網段中，一個路由器至少有兩個網卡，可以連接不一樣網段的網絡使之能夠通訊
選擇通暢快捷的近路，能大大提升通訊速度，減輕網絡系統通訊負荷，節約網絡系統資源，提升網絡系統暢通率