day28 网络编程

Posted 2020-12-02 fxc-520520

 

一，客户端/服务端架构

C/S        B/S

1，硬件c/s架构（打印机）

2，软件c/s架构：

互联网中处处是c/s架构

(B/S架构也是C/S架构的一种) 如你的浏览器是客户端，博客园网站是服务端。

比如，腾讯作为服务端为你提供视频，你得下个腾讯视频客户端才能看到它的视频。

 

client《-------基于网络通信----------》server

browser<--------基于网络通信---------->server

3.server端必须满足的条件：

    1.稳定运行（网络，硬件，操作系统，服务端应用软件），对外一直提供服务。

     2.服务端必须绑定一个固定的地址。

二，什么是互联网？

   互联网的核心就是由一堆协议组成，协议就是标准，比如全世界人通信的标准是英语。

   如果把计算机比作人，互联网协议就是计算机界的英语。所有的计算机都学会了互联网协议，那所有的计算机都

   就可以按照统一的标准去收发信息从而完成通信了。

互联网两大要素：

1.底层的物理连接介质，是为通信铺好道路的。

2.一套统一的通信标准------》互联网通信协议

三，网络通信原理

   3.1 互联网的本质就是一系列的网络协议

   一台硬设有了操作系统，然后装上软件就可以正常使用了，然而你也只能自己使用。像这样，每个人都拥有一台自己    的机器，然而彼此孤立。

 

结论：

英语称为世界上所有人通信的统一标准，如果把计算机看成分布于世界各地的人，那么连接两台计算机之间的internet实际上就是一系列统一的标准，这些标准称为互联网协议。互联网的本质就是一系列的协议。

 

3.2 自定义协议：

任何一种协议都包含两部分：

1，报头：必须是固定长度。

2，数据

 

 

3.3  osi七层协议

 互联网协议按照功能不同分为tcp/ip五层：

 

首先，用户感知到的只是最上面的一层应用层，自上而下每层都依赖于下一层。

每层都运行特定的协议，越往上越靠近用户，越往下越靠近硬件。

1.物理层：

孤立的计算机想要一起玩，必须接入internet,言外之意是计算机必须完成组网。

 

 物理层功能：

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

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：定义了电信号的分组方式。

以太网协议：

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：

一组电信号组成一个数据报，叫做‘帧’

每一个数据报分成：报头和数据两部分。

把数据报比作我们平时寄信的话，报头相当于信封，可以看到是给谁的，数据相当于里面的信件。

总结：

任何一种通信协议都必须包含两部分：

一部分：报头（必须是固定的长度）

二部分：数据

 

mac地址：

报头中包含的源地址和目标地址由来：以太网规定接入inernet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。

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

网络层由来：有了ethernet、mac地址、广播的发送方式，世界上的计算机就可以彼此通信了，问题是世界范围的互联网是由

一个个彼此隔离的小的局域网组成的，那么如果所有的通信都采用以太网的广播方式，那么一台机器发送的包全世界都会收到，

这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难

上图结论：必须找出一种方法来区分哪些计算机属于同一广播域，哪些不是，如果是就采用广播的方式发送，如果不是，

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地址：

规定的网络地址的协议叫做ip协议，它定义的地址称之为ip地址；广泛采用的ipv4.

子网掩码：

所谓”子网掩码”，就是表示子网络特征的一个参数。再形式上等同于ip地址。

 

算出子网地址：

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。

 

总结：标识地址的方式：

     ip+mac地址就能标识全世界范围内独一无二的一台计算机。

     ip+mac+port就能标识全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的应用软件。

     url地址：标识全世界范围内独一无二的一个资源。

  注意：

 url地址=应用层协议部分（http://）+域名部分和端口部分（即对应对方的网站）+路径。

 

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。

1.如果处在同一子网中时：

 

 上图中：pc1作为源mac,向同一子网里的主机以广播的方式发送数据包，在广播的时候有几个主机就复制几份进行发送。然后各个主机接收后拆开包，如果发现里面的ip是自己的，就返回自己的mac地址，上图中pc2发现是自己的，就返回了自己的mac.

2.如果处于不同的子网中时：

源mac--网管的mac---目标网管的mac----目标ip（解析出目标mac）

 

4.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。

 

传输层的功能：

建立端口到端口的通信。

 

重点：

   tcp协议。（三次握手，四次挥手）

           三次握手建立连接：

 

 以上是三次握手连接：syn是建立连接的意思。

第一步：客户端发送 请求包（syn=1）和序列号（seq=x）到服务端。

第二步：服务端通过序列号和请求包 确认请求（ack=1+x），同时向客户端发出请求包（syn=1）和序列号（seq=y）

第三步：客户端确认请求包（ack=1+y）

以上 syn_sent是发完，listen是等待。syn_rcvd是接受，established已经建立一个单项连接，established已经建立一个单项连接

 

四次挥手（断开连接）：

 

为什么有四次挥手，是因为中间关系到数据传输的问题，当数据没有传完的时候，需要等待一下，确认对方收到数据后，才能释放掉连接

断开连接的时候，一般是服务端发起的。因为服务端要接其他的客户端。

第一步：服务端先发起断开请求（fin)和序列号(seq)

第二步：客户端确认请求（ack）

第三步：客户端发起断开请求（fin）

第四部：服务端确认断开请求（ack）

 

udp协议：

又称为‘不可靠传输’

udp协议不用建连接

优点：效率高，不用等待

缺点：是不等待就直接释放掉数据内存，如果对方数据还没接收完，容易丢失数据

 

五，半连接池：

半连接池占的是内存空间，里面存的是建立连接请求数。先进先出。

假如半连接池最大为5，如果有6个主机同一时间进行访问请求，那么里面先一起放5个，一个一个的建立连接，出来一个再进去一个。

注意：

半连接池限制的是同一时间的请求数，而非连接数。