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網路程式設計的基礎

網路程式設計

應用軟體的架構

1、C/S  client===>server 客戶端到服務端

2、B/S   browser===》server 瀏覽器端到服務端

在不同的計算機上,一個安裝客戶端另一安裝服務端 通過網路來通訊

什麼是網路通訊?

要完成通訊必須具備的條件

1、物理連線介質(網線,wifi,光纖)

2、必須遵循相同的標準

在計算機網路中同樣需要具備這兩個條件

作為應用軟體開發者,不需要關心第一步,重點是通訊的協議(通訊的協議)

網路協議

OSI七層模型

 

 

 物理層

主要作用就是將獨立的計算機聯結器的,物理層功能主要功能主要是基於電器特性發送高低電壓。高電壓對應數字1,低電壓對應數字0.

資料鏈路層

由來:單純的電訊號0和1沒有任何意義,必須規定電訊號多少位一組,每組什麼意思

資料鏈路層的功能:定義電訊號的分組方式。

 因此制定資料鏈路層的通用協議:乙太網協議作為資料鏈路層的標準

乙太網協議規定

  • 一組電訊號構成一個數據包,叫做‘幀’
  • 每一資料幀分成:報頭head和資料data兩部分
head data

頭部(head)共18位元組

傳送者的地址(MAC地址),6個位元組

接受者的地址(MAC地址),6個位元組

資料型別,6個位元組

mac地址:

head中包含的源和目標地址由來:ethernet規定接入internet的裝置都必須具備網絡卡,傳送端和接收端的地址便是指網絡卡的地址,即mac地址。

其次乙太網協議主要用於區域網中的廣播通訊,就是將資料幀傳送給區域網中的所有主機,接受方的MAC地址正確,則接受,不正確則丟棄。

網路層

網路層的由來:erthernet(乙太網協議),MAC地址、廣播發送雖然可以找到世界上任一臺電腦。但是定址的時間太長(需要給每一臺電腦發一遍),還會導致頻寬不足。

就採用路由的方式(向不同廣播域/子網分發資料包),mac地址是無法區分的,它只跟廠商有關

網路層功能:引入一套新的地址用來區分不同的廣播域/子網,這套地址即網路地址

ip協議

  • 規定網路地址的協議叫ip協議,它定義的地址稱之為ip地址,廣泛採用的v4版本即ipv4,它規定網路地址由32位2進製表示
  • 範圍0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一個ip地址通常寫成四段十進位制數,例:172.16.10.1

ip地址可以分為兩部分

  • 網路部分:標識子網
  • 主機部分:標識主機

注意:單純的ip地址段只是標識了ip地址的種類,從網路部分或主機部分都無法辨識一個ip所處的子網

子網掩碼

所謂”子網掩碼”,就是表示子網路特徵的一個引數。它在形式上等同於IP地址,也是一個32位二進位制數字,它的網路部分全部為1,主機部分全部為0。比如,IP地址172.16.10.1,如果已知網路部分是前24位,主機部分是後8位,那麼子網路掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000,寫成十進位制就是255.255.255.0。

ip資料包

ip資料包也分為head和data部分,無須為ip包定義單獨的欄位,直接放入乙太網包的data部分

head:長度為20到60位元組

data:最長為65,515位元組。

而乙太網資料包的”資料”部分,最長只有1500位元組。因此,如果IP資料包超過了1500位元組,它就需要分割成幾個乙太網資料包,分開發送了。

 

乙太網頭                ip 頭                                     ip資料                                

 

ARP協議

arp協議由來:計算機通訊基本靠吼,即廣播的方式,所有上層的包到最後都要封裝上乙太網頭,然後通過乙太網協議傳送,在談及乙太網協議時候,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,就需要通過arp協議

arp協議功能:廣播的方式傳送資料包,獲取目標主機的mac地址

傳輸層

傳輸層的由來:網路層的ip幫我們區分子網,乙太網層的mac幫我們找到主機,然後大家使用的都是應用程式,你的電腦上可能同時開啟qq,暴風影音,等多個應用程式,

那麼我們通過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式,答案就是埠,埠即應用程式與網絡卡關聯的編號。

傳輸層功能:建立埠到埠的通訊

補充:埠範圍0-65535,0-1023為系統佔用埠

tcp協議:

可靠傳輸,TCP資料包沒有長度限制,理論上可以無限長,但是為了保證網路的效率,通常TCP資料包的長度不會超過IP資料包的長度,以確保單個TCP資料包不必再分割。

乙太網頭 ip 頭               tcp頭               資料                                                    

 

udp協議:

不可靠傳輸,”報頭”部分一共只有8個位元組,總長度不超過65,535位元組,正好放進一個IP資料包。

乙太網頭 ip頭                      udp頭                            資料                                           

 

TCP:基於連結傳輸資料,可保證資料傳輸的完整性

三次握手(確認連結)客戶端傳送(傳送連結請求),服務端傳送(同意資訊,測試資訊),客戶端傳送(請求資訊)

四次會瘦(斷開連結)客戶端傳送(斷開連結請求),服務端傳送(測試通訊完整性資訊),服務端傳送(完整資訊),客戶端傳送(確定斷開資訊)

UDP:無連線,不可靠傳輸,不能保證資料的完整性。