网络编程

Posted 2021-11-05 huangxuanya

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网络编程

软件开发架构

? c/s架构
? c:客户端
? s:服务端
? b/s架构
? b:浏览器
? s:服务器
? 手机端:好像C/S架构比较火，其实不然，微信小程序，支付宝第三方接口
? 统一接口！
? pc端：b/s比较火
? 本质:b/s其实也是c/s

服务端:24小时不间断提供服务，谁来我就服务谁(服务端与客户端都需要有唯一的地址，但是服务端的地址必须固定/绑定) 并且支持并发
客户端:想体验服务的时候，就去找服务端体验服务

网络

• 网络建立的目的就是为了数据交互（通信） 网络=底层物理连接介质+互联网协议
• 如何实现通信
  • 1、建立好底层的物理连接介质
  • 2、有一套统一的通信标准，称之为互联网协议

• 主要掌握五层模型
  • 应用层（应用层，表示层，会话层）：http,ftp协议
  • 传输层：tcp/udp协议
  • 网络层：ip协议
  • 数据链路层：ethernet以太网协议
  • 物理层：发送电信号

1.物理连接层:（客户端（网卡）<--------网线-----internet(路由器....)-------网线------->（网卡）服务端）
实现计算机之间物理连接，传输的数据都是01010的二进制
电信号工作原理:电只有高低电频

2.数据链路层("以太网协议"！)：
1.规定一组电信号应该称之为一组数据帧
2.规定了只要是接入物联网的计算机，都必须有一块网卡！
网卡上面刻有世界唯一的编号:
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）
我们管网卡上刻有的编号叫电脑的>>>mac地址
3.规定一组数据帧=head(帧头)相当于快递单+data(数据)相当于快递里的内容

        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

? 基于以太网协议通信（广播包只能在一个局域网内使用）：通信基本靠吼！弊端：广播风暴

? 交换机：多台电脑之间的连接

3.网络层(IP协议)
规定了计算机都必须有一个ip地址
ip地址特点:点分十进制
有两个版本ipv4和ipv6 为了能够兼容更多的计算机
最小:0.0.0.0
最大:255.255.255.255
IP协议可以跨局域网传输
（ip可以变+mac一出场就规定好了）可以标识全世界范围内独一无二的一台计算机的位置

4.传输层(tcp/udp端口协议)
端口(port)：唯一标识一台计算机上某一个基于网络通信的应用程序
端口范围:0~65535(动态分配，每次打开软件，操作系统分配的端口号有可能不一样)
注意：0~1024（这是操作系统自己保留的，因为软件运行在操作系统之上）
1024~65535（这是你写的应用软件给你分配的区间）
flask框架默认端口5000
django框架默认端口8000
mysql数据库默认端口3306
redis数据库默认端口6379
注意:一台计算机上同一时间一个端口号只能被一个应用程序占用

小总结:
mac地址：基于广播mac地址的这种通讯方式，只能在局域网内去发送
跨局域网：
IP地址：唯一标识全世界接入互联网的独一无二的机器（mac通常不用绑定，由arp协议:根据ip地址解析mac地 址）
port端口号:唯一标识一台计算机上的某一个应用程序
ip+port :能够唯一标识全世界上独一无二的一台计算机上的某一个应用程序(基于网络通信)
详解一到四层：
物理层（负责发送电信号，全是人为的高低电频1010..的数字，没有具体的意义）
——>数据链路层（对物理层的数字进行划分，在局域网内的两台机器可以通信，但是mac地址只能在一个局域 网内（一个小地方）发送）
——>网络层（机器获取ip ,mac+ip可以跨局域网通信，但是我们最终的目的不是机器之间的通信，而是应用 软件之间的通信）
——>传输层（获取端口prot , mac+ip+port :能够唯一标识全世界上独一无二的一台计算机上的某一个应用程序 (基于网络通信)）

了解：arp协议:根据ip地址解析mac地址（在数据链路层）

两台机器想要在局域网内通信，除了自己的IP地址，还要获取对方的mac地址。所以首先要事先知道对方的IP地址，然后arp会将自己的IP和子网掩码进行按位运算得到子网地址，也将对方的ip和子网掩码进行按位运算得到子网地址，然后两个子网地址进行判断是否相同，相同就是在同一个局域网内，不相同就是跨局域网（听我录音）

重点：
TCP协议(流式协议，可靠协议)

?

三次握手：
SYN_SEND(发送链接请求)——>LISTEN（监听），SYN_RCVD(接收请求) 并且携带同意信息同时又向cilent发送链接请求——>ESTABLISHED（建立连接）同时又接收到服务端发来的请求——>ESTABLISHED（接收到客户端发来的确认信息，建立连接关系）
客户端向服务端连接（SYN代表发送请求信息 seq=x表示就是请求连接的状态，ACK=x+1表示基于上一条的请求连接的确认回复信息）
(for example:
serve get data packet will receive 变量syn=1,and know the client need a linking
the serve will answer the client (ack=1 stand for reply) and then client refer to tcp协议 to unpacked packet will see the ack=1
cleint will know one thing that the serve have agreed my requests,client received ack=1)
服务端向客户端连接（SYN代表发送请求信息 seq=y表示就是请求连接的状态）,ACK=y+1表示基于上一条的请求连接的确认
回复信息）
（一条请求与回复都是确保只是一个客户）
（client——>serve    serve——>clinet  双向连接）

TCP协议可靠的原因：
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（内存中保存着数据），否则会在一定时间间隔之内反复发送知道对方接收或者超时

四次挥手：
FIN_WAIT_1 (close())代表最先主动断开连接一方
CLOSE_WAIT代表client到serve的那条连接要断开了，服务端收到信息，服务端进入close_wait的状态
FIN_WAIT_2代表被动断开连接的一方，等待对方给我发断链接请求状态
LAST_ACK服务端发完给客户端的数据，服务端主动发送Fin信息，last_ack状态
TIME_WAIT客户端收到信息进入time_wait状态
最后所有的状态信息连接都被回收
（FIN就是代表发送断链接请求）
（这是客户端向服务端发起的断链接请求，也可以是服务端向客户端发起断链接请求）
正是由于在断开连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成三次

syn 洪水攻击：服务端大量处于接收连接请求的状态

星轨：访问量的大小