网络编程篇

1、计算机网络

计算机网络是指两台或更多的计算机组成的网络，在同一个网络中，任意两台计算机都可以直接通信，因为所有计算机都需要遵循同一种网络协议。

1.1、网络协议

• 如果计算机网络各自的通讯协议不统一，就没法把不同的网络连接起来形成互联网。因此，为了把计算机网络接入互联网，就必须使用TCP/IP协议。

• TCP/IP协议泛指互联网协议，其中最重要的两个协议是TCP协议和IP协议。只有使用TCP/IP协议的计算机才能够联入互联网。

• TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）是传输控制协议和网络协议的简称，它定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。

• TCP/IP 不是一个协议，而是一个协议族的统称，里面包括了 IP 协议、ICMP 协议、TCP 协议、以及 http、ftp、pop3 协议等。网络中的计算机都采用这套协议族进行互联。

1.2、小结

• 计算机网络：由两台或更多计算机组成的网络；

• 互联网：连接网络的网络；

• IP地址：计算机的网络接口（通常是网卡）在网络中的唯一标识；

• 网关：负责连接多个网络，并在多个网络之间转发数据的计算机，通常是路由器或交换机；

• 网络协议：互联网使用TCP/IP协议，它泛指互联网协议簇；

• IP协议：一种分组交换传输协议；

• TCP协议：一种面向连接，可靠传输的协议；

• UDP协议：一种无连接，不可靠传输的协议。

2、TCP

2.1、名词解释

• ACK：是TCP报头的控制位之一，对数据进行确认。确认由目的端发出， 用它来告诉发送端这个序列号之前的数据段都收到了。 比如确认号为X，则表示前X-1个数据段都收到了，只有当ACK=1时,确认号才有效，当ACK=0时，确认号无效，这时会要求重传数据，保证数据的完整性。

• SYN：同步序列号，TCP建立连接时将这个位置1。

• FIN：发送端完成发送任务位，当TCP完成数据传输需要断开时,，提出断开连接的一方将这位置1。

2.2、建立连接的三次握手

1. 第一次握手：主机A通过向主机B发送一个含有同步序列号的标志位的数据段给主机B，向主机B请求建立连接，通过这个数据段，主机A告诉主机B两件事：我想要和你通信；你可以用哪个序列号作为起始数据段来回应我。

2. 第二次握手：主机B收到主机A的请求后，用一个带有确认应答（ACK）和同步序列号（SYN）标志位的数据段响应主机A，也告诉主机A两件事：我已经收到你的请求了，你可以传输数据了；你要用那个序列号作为起始数据段来回应我。

3. 第三次握手：主机A收到这个数据段后，再发送一个确认应答，确认已收到主机B 的数据段："我已收到回复，我现在要开始传输实际数据了，这样3次握手就完成了，主机A和主机B就可以传输数据了。

特点：没有应用层的数据 ，SYN这个标志位只有在TCP建立连接时才会被置1，握手完成后SYN标志位被置0。

2.3、断开连接的四次挥手

1. 第一次挥手：当主机A完成数据传输后,将控制位FIN置1，提出停止TCP连接的请求 ；

2. 第二次挥手：主机B收到FIN后对其作出响应，确认这一方向上的TCP连接将关闭,将ACK置1；

3. 第三次挥手：由B 端再提出反方向的关闭请求,将FIN置1 ；

4. 第四次挥手：主机A对主机B的请求进行确认，将ACK置1，双方向的关闭结束.。

3、UDP

• 不需要大量的数据结构，处理逻辑和包头字段。

• 它不会建立连接，但是会监听这个地方，谁都可以传给它数据，它也可以传给任何人数据，甚至可以同时传给多个人数据。

• 不会根据网络的情况进行拥塞控制，无论是否丢包，它该怎么发还是怎么发。

4、TCP和UDP的区别

• TCP 是面向连接的，UDP 是面向无连接的。

• UDP程序结构较简单。

• TCP 是面向字节流的，UDP 是基于数据报的。

• TCP 保证数据正确性，UDP 可能丢包。

• TCP 保证数据顺序，UDP 不保证。