第一章：网络应用编程入门知识

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一、网络应用编程模型

1、网络应用编程模型
1）早期计算机网络的数据通信模型
①分散式（Decentralized）

可靠性高
重复存储、不一致性高、成本增加
早被淘汰
②集中式（Centralized）
硬件成本低，数据共享，资源集中
响应慢，可靠性低
早被淘汰
③分布式（Distributed）
分布式系统是分散式系统和集中式系统的混合体。
分布式系统与计算机网络的主要区别是软件而不是硬件。
分布式环境中资源以透明的方式供用户使用。
2）C/S模式
【1】C/S（Client/Server）也叫C/S模式、C/S架构或C/S模型，是胖客户端应用程序编程架构，其主要工作都在客户端运行。
【2】C/S将一个网络事务处理分为两部分：
①客户端（Client，也叫客户机）用于为用户提供操作，同时向网络提供请求服务的接口；
②服务端（Server）负责接收并处理客户端发出的服务请求，并将服务处理结果返回给客户端。运行服务端进程的计算机系统一般通过所提供的服务来命名。
【3】C/S既适用于实际的应用程序，又适用于真正的计算机部署。从程序实现的角度来说，客户端和服务端实际是计算机上的两个进程的交互。服务端进程逐一等待并处理客户端请求。
【4】C/S应用程序编程模型为：面向服务的体系架构（SOA），WCF是其中一种具体实现技术。
3）B/S模型：
【1】仅用HTTP（超文本传送协议）进行通信。也被成为web应用程序。
【2】采用三层构架，用户界面，逻辑处理和数据支持构成。

【3】优点是单台计算机可以访问任何Web服务器。
缺点是B/S模式有沙盒限制。

二、TCP/IP网络协议

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三、传统的网络编程技术简介

传统网络应用编程技术中，需要添加命名空间为System.Net.Sockets的引用。

在套接字级别进行控制，直接用该命名空间下的Socket类。
提供的TcpClient类，TcpListener类和UdpClient类：封装了不同传输协议建立连接的实现细节，提供了多种传输数据的操作方法。
1.套接字编程（Socket类）
【1】套接字是支持TCP/IP网络通信的基本操作单元。一个套接字实例中保存有本机的IP地址和端口，对方的IP地址和端口，双方通信采用的网络协议等信息。
【2】套接字有3种不同的类型：
流式套接字：实现面向连接的TCP通信
数据报套接字：实现无连接的UDP通信
原始套接字：实现IP数据包通信
注：基于TCP和UDP的应用程序中，可以使用TcpListener类，TcpClient类，UdpClient类或者Socket类来实现。
2.TCP应用编程（TcpClient类，TcpListener类）
【1】IP连接领域有两种通信类型：面向连接的和无连接的。
【2】在面向连接的套接字中，使用TCP来建立两个IP地址端点之间的会话。一旦建立了这种连接，就可以在设备之间进行可靠的数据传输。
【3】TCP应用编程具体实现上：服务端使用TcpListener类，客户端使用TcpClient类；或者全部使用Socket实现。
3.UDP应用编程（UdpClient类）
【1】UDP使用无连接的套接字，无连接的套接字不需要在网络设备之间发送连接信息。因此，在程序中很难确定有哪些服务器和客户端。
【2】具体实现：UdpClient类是在UDP层面面对套接字编程的进一步封装。
4.其他传统的网络应用编程技术
HTTP应用编程
FTP应用编程
SMTP与POP3应用编程
P2P应用编程

练一练：TCP特点为（可靠的，面向连接的），UDP特点（不可靠的，无连接的，速度快）。

四、IP地址与端口

1、在网络上，识别远程主机的信息主要由两部分组成：
①主机标识：识别与本地计算机通信的是哪台远程主机；
②端口号：识别和远程主机的哪个进程通信。
2、IP地址：在因特网中，每台联网的主机都会在全世界范围内唯一的标识。
【1】一个IP地址主要由两部分组成：
①网络号：识别该地址所属的网络，它由Internet权利机构分配。
②主机号：指明网络内的主机，它由各个网络的管理员统一分配。
【2】编址方案：
（1）IPv4编址方案
由4个字节（十进制表示）组成的二进制值进行识别，中间用圆点分开，这种方法叫点分十进制表示法。
（2）IPv6编址方案
每个IP地址有16个字节（128位二进制数），其完整格式用8段16进制表示，各段之间用冒号分隔，多个连续的0可以用：：表示。
【3】子网掩码：子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识。可以利用子网掩码判断两台计算机是否在同一子网内。并说明IP地址是在局域网还是在远程网上。
具体操作：将其IP地址和子网掩码做按位与运算，如果得到结果相同即在同一个子网内。
3、端口：IP地址仅仅能够识别到某台主机，而不能识别该主机上的进程；端口（Port）识别是哪个进程。
【1】端口有两种意思：一种是物理意义上的端口，一种是逻辑意义上的端口，即进程标识，范围从0到65535。
【2】端口是为了解决与多个进程同时进行通信的问题。
【3】1000以内的端口号大多被标准协议所占用；应用程序中可以自由使用的端口号一般都使用大于1000的值。

五、IP地址转换相关类

1、IPAddress类：位于System.Net命名空间下，提供了对IP地址的转换和处理功能。
【1】用提供的静态Parse方法将IP地址字符串转换为IPAddress的实例。

Try
{
    
    
    IPAddress ip = IPAddress.Parse("143.24.20.36");
}
Catch
{
    
    
    MessageBox.Show("请输入正确的IP地址！");
}

 如果IP地址字符串格式不正确，调用Parse方法时会出现异常。
【2】利用该实例的AddressFamily属性可判断该IP地址是IPv6还是IPv4。

IPAddress ip = IPAddress.Parse("::1");
if (ip.AddressFamily == AddressFamily.InterNetworkV6)
{
    
    
    MessageBox.Show("这是IPv6地址");
}

【3】IPAddress类还提供了7个只读字段，分别代表程序中使用的特殊IP地址。
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2、IPEndPoint类：描述应用程序连接到主机上的服务所需的主机和端口信息。

public IPEndPoint(IPAddress address, int port);
//第一个参数指定IP地址，第二个参数指定端口号。

3、IPHostEntry类：将一个域名系统（DNS）的主机名与一组别名和一组匹配的IP地址关联。该类一般和Dns类一起使用。
常用属性：
【1】AddressList属性
获取或设置与主机关联的IP地址列表（包括IPv4和IPv6）。
【2】HostName属性
包含了指定主机的主机名。
 Dns类的静态方法GetHostEntry()能够获得IPHostEntry对象。

IPAddress[] ips =Dns.GetHostEntry(“news.sohu.com”).AddressList;
//获取搜狐的所有IP地址。

补充：
【1】域名：用字符型的名字来标识IP地址，这个字符型地址称为域名地址，简称域名。
【2】将域名转换为对于IP地址的过程称为域名解析。
【3】DNS（域名系统）是Internet的一项核心服务，它可以将域名和IP地址相互转换。
【4】DNS静态方法：
（1）GetHostAddresses方法：返回指定主机的Internet协议IP地址，与该方法对应的还有异步方法；可以获取指定主机的IP地址，该方法返回一个IPAddress类型的数组。

public static IPAddress[] GetHostAddresses(string hostNameOrAddress);

参数中的hostNameOrAddress表示要解析的主机名或IP地址。
若hostNameOrAddress是IP地址，则直接返回此地址；
若hostNameOrAddress是空字符串，则返回本机所有IPv4和IPv6地址。

IPAddress[] ips = Dns.GetHostAddresses(""); //获取本机的所有IP地址

（2）GetHostEntry方法
将主机名或IP地址解析为IPHostEntry实例，与该方法对应的还有异步方法；可返回一个IPHostEntry实例，用于在DNS服务器中查询与某个主机名或IP地址关联的IP地址列表。

public static IPHostEntry GetHostEntry (string hostNameOrAddress)

参数中的hostNameOrAddress表示要解析的主机名或IP地址。
当参数为空字符串时，返回本地主机的IPHostEntry实例。
（3）GetHostName方法
获取本地计算机的主机名。

六、网卡信息检测与网络流量检测

1、网络适配器：又称网卡或网络接口卡（NIC），是连接计算机与网络的硬件设备。整理计算机上发往网线上的数据，并将数据分解为适当大小的数据包之后向网络上发送。
2、MAC地址就是指网卡的物理地址。
3、网卡信息检测相关类
【1】NetworkInterface类
NetworkInterface类①提供了网络适配器的配置和统计信息。可以利用这个类检测本机有多少个网络适配器、网络适配器型号以及网络适配器的速度等。②提供网络适配器的配置和统计信息。例如本机有多少个网卡、哪些网络连接可用、网卡型号、MAC地址和速度等。
③NetworkInterface类常用的属性和方法：
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④获取实例：利用NetworkInterface类提供的静态方法得到NetworkInterface类型的数组。

NetworkInterface[] adapters = NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces();

【2】IPInterfaceProperties类
①检测本机所有网络适配器支持的各种地址（IPv4和IPv6的网络适配器地址信息），如Dns服务器的IP地址、网关地址以及多路广播地址。
②IPInterfaceProperties类是抽象类，不能实例化。可以通过NetworkInterface对象的GetIPProperties()获得其实例。

NetworkInterface[] adapters = NetworkInterface.GetAllNetworkInterfaces();
IPInterfaceProperties adapterProperties = adapters[0].GetIPProperties();

③IPInterfaceProperties类常用的属性和方法
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4、流量检测相关类：
IPGlobalProperties类
①提供了本地计算机网络连接和通信统计数据的信息。统计本机连接和发送数据的情况。
②检测网络流量时，首先调用IPGlobalProperties类提供的静态方法GetIPGlobalProperties得到IPGlobalProperties的实例，然后通过该实例的相关属性即可得到需要的信息。

IPGlobalProperties properties = 	IPGlobalPropeties.GetIPGlobalProperties( );

③IPGlobalProperties类提供的常用方法
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