网络编程 1.网络通讯协议 理论知识点 学习网络编程的目的?
什么是互联网
网: 由多个节点相互连接组成 渔网 蜘蛛网
计算互联网: 由多台计算机通过某种介质相互连接而组成
互联网之所以存在就是为了能让信息共享
网络编程 :指的是编写基于网络的应用程序
学习网络编程的目的
开发出一款可以利用网络来传输数据的应用程序
CS结构
建立网络至少需要两台计算机,然后使用网络来传输数据
1.网络必须联通
2.在需要访问数据一方 必须安装用于访问数据的应用程序
该应用程序称之为客户端应用程序(client)
在需要提供数据的一方 必须安装用于共享数据的应用程序
该应用程序称之为服务端应用程序(server)
简写为C/S
例如: qq 就是一个客户端 服务器在腾讯公司
腾讯视频
B/S Browser浏览器/Server 该结构下 通过传输都是HTML文本数据
学习网络编程 最终的目的就是要编写出一个基于C/S结构的应用程序
要通讯必须具备的两个条件
1.物理传播介质 (双绞线 光纤 同轴线 无线电波)
2.通讯协议 (重点)
通讯协议
是由发送方和接收方共同商定一套规范
为什么需要协议
其目的是是为了双方能正确解析数据
例如 国内通讯:双方都是用普通话
国际通信:使用英文
IBM DELL HP 早些年 每个公司都有自己一套通讯协议 这导致了 不同品牌的电脑连不了网
于是 国际标准组织就提出了一套开放系统互联模型 OSI
物理层 通过物理介质建立物理连接 可以发送1010101 二进制数据 但是单纯二进制 无法理解
必须明确一次性收几个 ,每一段二进制的含义是什么
数据链路层
以太网协议工作在数据链路层
1.数据如何分组 (数据的格式)
每次发送一个数据帧
每个数据帧 包含 head和data
head18 data 46-1500
head 包含 目的地址 源地址 802标签 以太类型 data
最大1518 超过将被分片
2.MAC地址 每一台计算机要联网都要具备网卡 每个网卡必然具备一个全球唯一的MAC地址
MAC可以定位到任意一台计算机 ,但是 如果我提前不清楚你的网卡 那就需要进行广播
来确定网口和MAC地址的对应关系
每个局域网 第一个ip是网络地址 最后一个ip是广播地址
如:192.168.13. 0 - 255 所以可用范围是: 1-254
路由器 也是一种交换机
有了链路层 理论上全世界的计算机就能连到同一个网络了
但是我们不可能将所有计算机设备连到同一个交换机
广播风暴: 当 很多同一网络中的计算机 同时发送广播 就会形成广播风暴 到只网络瘫痪
问题1: 没有交换机能支持这么多计算机
问题2: 不能使用原始的广播方式
网络层
ip协议工作在网络 Internet Protocol Address
ip协议规定 每一个计算机设备要联网 必须分配一个Ip
地址
ip是一个逻辑地址 不是固定的 可能会变化
物理存在 相反的 逻辑 存在
ip地址的格式
由4段3位的十进制组成
0.0.0.0 - 255.255.255.255
]
ip地址在mac地址基础上加入网络地址的概念 有了网络地址之后 就可以缩小广播范围
所以在ip地址中 前三段是网络号 用于表示所在的局域网
后一段是主机号 用于表示这个主机在局域网中的位置
网络层
ip地址分为网络号 和主机号
通过网络号可以定位到某一个局域网
再通过主机号定位某一个计算机
这样一来就可以通过ip定位到全球任意一台计算机
问题: 一台计算机 不可能只运行一个需要联网的程序,那当网卡收到数据后 ,到底把数据给哪个应用程序
传输层
TCP/UDP工作在这一层
传输层要求每一个应用程序捆绑一个端口号
端口号是一个整数 取值范围0-65536 0-1024 这是系统保留的 不建议使用
端口号不能重复
至此 就可以通过ip+端口号定位全球某一台计算机上的某一个应用程序
TCP 传输控制协议
可靠传输协议, 如何保障可靠,在发生完数据之后,必须等待接收方返回回复消息,该数据才算发送成功
如果对方在一段时间内没有返回,会再次发送数据,超限制次数,将判定为链接丢失
基于链接的传输
怎么叫链接
要发生数据必须先建立链接 简单的说就是找一条可以到达对方的路 ,
如何选择一条最佳的传输路径,由路由协议来控制
要保证数据传输室可靠 一定要保证这传输路径是可用的
建立链接需要三次握手:
三次握手是为了确定传输可用
但是并不能保证后续传输可靠 所以TCP协议在传输数据时 每一个数据段segment都需要确认信息
断开链接需要四次挥手
保证双方数据传输完毕 ,为什么需要多一次,有可能一段传输结束 另一边还没结束
优点:
保证传输可靠,数据完整
缺点:
因为需要传输确认信息,所以对网络消耗较大,效率相对较低
应用场景:
重要数据,在线支付,文字信息
UDP 协议用户数据报协议
不可靠传输
UDP只管发送 不管对方是否收到
优点:传输效率比TCP高
缺点:传输不可靠
应用场景:
对速度要求高 ,对完整性要求较低
视频通话,语音聊天
对战游戏 多是UDP 你卡了你就卡吧 别人正常游戏