网络编程
软件开发架构
我们了解的涉及到两个程序之间通讯的应用大致可以分为两种：
第一种是应用类：qq、微信、网盘、优酷这一类是属于需要安装的桌面应用
第二种是web类：比如百度、知乎、博客园等使用浏览器访问就可以直接使用的应用
这些应用的本质其实都是两个程序之间的通讯。而这两个分类又对应了两个软件开发的架构
1.C/S架构
C:client(客户端)
S:server(服务端)
"""
类比学习:
客户端相当于是需要体验服务的客人
服务端相当于是对外提供服务的店面
我们手机上下载的各种app其实是各大厂家的客户端
打开app使用功能的时候其实就是相当于是基于网络去到厂家的店里面让 服务员给你提供服务!!!
"""
2.B/S架构
B:browser(浏览器)
S:server(服务器)
"""
B/S架构本质也是C/S架构
让浏览器充当各个厂家的客户端 用户无需对应下载相应客户端
"""
两种架构的优缺点
C/S架构:
优势:针对客户端可以高度定制
劣势:需要用户去下载才能使用
B/S架构:
优势:无需下载 急速体验
劣势:无法做到高度定制 体验效果较差
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目前的趋势其实更加偏向于B/S架构
微信小程序
只需要下载一个微信就可以通过微信去访问很多服务端
支付宝诸多应用
只需要下载一个支付宝就可以通过支付宝体验很多服务
统一提供接口服务>>>:获取大量用户及数据 中途还可以提供广告服务
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网络编程简介
# 什么是网络编程
网络编程的研究前提就是基于互联网 网络编程就是基于互联网编写代码
# 学习网络编程的目的/结果
学习完网络编程之后就可以开发C/S架构的软件(掌握原理 使用框架)
# 网络编程发展史
该技术源于美国军方>>>:很多先进的技术都是由军事发明后续转为民用
实际应用:
军方想要实现不同计算机之间数据交互
没有网络编程技术的时候只能拿U盘拷贝并携带
为了跨区域交互数据所以发明了网络编程
# 早期远程通信
1.座机电话
彼此打电话需要电话线
2.大屁股电脑
数据交互需要插网线
3.智能手机
数据交互需要无限网卡
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电话线 网线 无限网卡
远程通信的前提是必须具备一个物理链接介质
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# 互联网协议
不同计算机之间要想实现无障碍交互
除了需要有物理链接介质之外还需要一套公有的标准
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思考为什么不同厂家的手机零部件几乎是一样的
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这个标准是>>>:互联网协议(OSI七层协议)
OSI七层协议
OSI七层的本质其实就是规定了数据要想基于网络发送出去必须在计算机上经历一些固定的流程
OSI七层模型
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所有的计算机在生产过程中必须有相同的部分和相同的功能
应、表、会、传、网、数、物
"""
1.应用层
2.表示层
3.会话层
4.传输层
5.网络层
6.数据链路层
7.物理链接层
# 上述的七层也有很多人总结为五层
1.应用层(三层)
2.传输层
3.网络层
4.数据链路层
5.物理链接层
物理链接层
物理链接介质，传递电信号
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电话线 网线 无限网卡
远程通信的前提是必须具备一个物理链接介质
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数据链路层
"""
基于物理链接层接收到一串二进制数 如何切分才能正常解析?
"""
1.规定了二进制数据的分组方式
2.规定了'以太网协议'
但凡能够接入互联网的计算机都必须有一块网卡
每块网卡在出厂的时候都会被烧制一个全世界独一无二的编号
该编号是由12位16进制数组成
前六位是产商编号
后六位是流水线号
这个独一无二的编号也有一个称呼>>>:'mac地址'(类似于身份证号)
ps:基于mac地址就可以实现计算机之间的数据通信了!!!
网络层
IP协议
规定了每台接入互联网的计算机都必须有一个IP地址(取决于网线)
IP地址目前有两个版本
IPV4:点分十进制
最小:0.0.0.0
最大:255.255.255.255
# 随着社会的进步 计算机的使用越来越普遍 IPV4地址不够用
IPV6:十六进制
'''IPV6可以表示出地球上每一粒沙子'''
ps:IP地址可以唯一标识地球上独一无二的一台接入互联网的计算机
"""
IP地址分为公网IP和私网IP
公网IP是可以直接被浏览器访问到的 但是私网IP是不可以的
我们所有人的电脑默认使用的都是私网IP
公网IP需要花钱购买并且需要实名认证并备案
很多非法网站都是在国外注册备案
"""
传输层
PORT协议(端口协议)
"""
一台计算机上面可以运行很多数据交互软件 比如微信、qq、钉钉
它们都是从内存中获取数据 为什么不会错乱
就是因为端口协议的存在!!!
"""
用于标识一台计算机上面正在运行的应用程序(端口号类似于手牌号)
端口号的范围是:0~65535
0~1024:系统经常使用的端口号
1024~8000:常用软件端口号
我们以后在写项目的时候推荐使用8000之后的端口
1.同一时间同一台计算机上面端口号不能冲突
2.端口号是动态分配的
eg:打开微信随机分配一个没有被使用的端口号8888
关闭微信重新打开那么会随机分配可能还是8888也可能是其他
"""
IP地址:用于标识全世界独一无二的一台接入互联网的计算机
PORT号:用于标识一台计算机上面的某一个应用程序
IP+PORT:能够标识全世界独一无二的一台计算机上面的某一个应用程序
我们日常生活使用浏览器访问的各个网址其实就是IP+PORT
www.baidu.com 好记
14.215.177.29:80 难记
ip:port
很多常见的服务端都不需要指定端口 只要访问了ip地址内部去会自动映射
域名解析
将好记的地址解析成真正的地址
www.baidu.com 解析 202.108.22.5:80
"""
应用层
这里完全可以取决于程序员自己
HTTP协议 HTTPS协议 FTP协议 自定义协议
TCP与UDP协议
TCP和UDP是两种通信协议，在网络协议层次中这俩同属于传输层，不过它俩却使用了不同的通信方式
TCP协议
# TCP协议
流式协议、可靠协议
基于TCP协议进行数据交互之前需要做一系列复杂的操作>>>:三次握手四次挥手
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三次握手建立链接
eg:彼此挖通道
四次挥手断开连接
eg:彼此切断通道
洪水攻击:服务端接收到了大量的syn请求 处于rcvd状态
控制很多台计算机同一时刻去访问服务端 造成服务端瞬间过载瘫痪
"""
三次握手
所谓三次握手是指建立一个 TCP 连接时需要客户端和服务器端总共发送三个包以确认连接的建立。在socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发。
第一次握手：客户端将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给服务器端，客户端进入SYN_SENT状态，等待服务器端确认。
第二次握手：服务器端收到数据包后由标志位SYN=1知道客户端请求建立连接，服务器端将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给客户端以确认连接请求，服务器端进入SYN_RCVD状态。
第三次握手：客户端收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，如果正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给服务器端，服务器端检查ack是否为K+1，ACK是否为1，如果正确则连接建立成功，客户端和服务器端进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后客户端与服务器端之间可以开始传输数据了。
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第一次握手：我可以发送 你能接收吗？
第二次握手：我能接收 我也可以发送 你能接收吗？
第三次握手：我能接收
现在服务端和客户端都知道对方可以接收和发送了，于是一个链接就建立起来了
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四次挥手
由于TCP连接是全双工的，因此，每个方向都必须要单独进行关闭，这一原则是当一方完成数据发送任务后，发送一个FIN来终止这一方向的连接，收到一个FIN只是意味着这一方向上没有数据流动了，即不会再收到数据了，但是在这个TCP连接上仍然能够发送数据，直到这一方向也发送了FIN。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方则执行被动关闭。中断连接端可以是客户端，也可以是服务器端。
全双工:全双工（Full Duplex）是通讯传输的一个术语。通信允许数据在两个方向上同时传输，它在能力上相当于两个单工通信方式的结合。全双工指可以同时（瞬时）进行信号的双向传输（A→B且B→A）。指A→B的同时B→A，是瞬时同步的。
第一次挥手：客户端发送一个FIN=M，用来关闭客户端到服务器端的数据传送，客户端进入FIN_WAIT_1状态。意思是说"我客户端没有数据要发给你了"，但是如果你服务器端还有数据没有发送完成，则不必急着关闭连接，可以继续发送数据。
第二次挥手：服务器端收到FIN后，先发送ack=M+1，告诉客户端，你的请求我收到了，但是我还没准备好，请继续你等我的消息。这个时候客户端就进入FIN_WAIT_2 状态，继续等待服务器端的FIN报文。
第三次挥手：当服务器端确定数据已发送完成，则向客户端发送FIN=N报文，告诉客户端，好了，我这边数据发完了，准备好关闭连接了。服务器端进入LAST_ACK状态。
第四次挥手：客户端收到FIN=N报文后，就知道可以关闭连接了，但是他还是不相信网络，怕服务器端不知道要关闭，所以发送ack=N+1后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传。服务器端收到ACK后，就知道可以断开连接了。客户端等待了2MSL后依然没有收到回复，则证明服务器端已正常关闭，那好，我客户端也可以关闭连接了。最终完成了四次握手。
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第一次挥手：我要关闭发送了
第二次挥手：我停止接收了 关闭一个方向
第三次挥手：我要关闭发送了
第四次挥手：我停止接受了 关闭第二个方向
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UDP协议
UDP是User Datagram Protocol的简称，是OSI参考模型中的传输层协议，它是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
# UDP协议
丢包协议、不可靠协议
不需要建立双下通道 数据的传输速度快 但是可能会丢失
qq使用的就是UDP协议 所以有时候会产生数据丢失现象
但是我们可以在UDP协议的基础之上做很多额外的扩展来保证数据的安全
特点：
1、UDP是面向无连接的，发送数据之前不需要建立连接，尽最大努力的数据传输服务，减少开销和数据发送之前的时延。只要知道对方的ip和端口，网络可以达到的都可以向接收端发送数据
2、UDP没有拥塞控制，传输速度快，支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信。由于传输数据不建立连接，也就不需要维护连接状态，包括收发状态等，一台服务机可同时向多个客户机传输相同的消息。
3、UDP信息包的标题很短，只有8个字节，相对于TCP的20个字节信息包的额外开销很小
面试题
# TCP协议之所以比UDP协议可靠 就是因为有双向通道 对不对?
描述的不够精确 不对!!!
TCP协议之所以比UDP协议可靠 原因在于TCP协议发送消息有反馈机制
基于TCP发送的消息会在本地先保存该消息 如果地方确认收到才会删除
否则在一定的时间内会频繁的多次发送知道确认或者超时为止
UDP协议发送数据之后会立刻删除内存数据 不会保留
浙公网安备 33010602011771号