网络编程总结

网络编程概述

计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互连起来，实现资源共享和数据传输的系统。

网络编程就就是编写程序使联网的两个(或多个)设备(例如计算机)之间进行数据传输。

 

网络协议

计算机之间能够进行相互通信是因为它们都共同遵守一定的规则，即网络协议。

网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则

网络层次

层次的特点：

各层之间是独立的，灵活性好，结构上可以分开，易于实现和维护，促进标准化工作

 

分层的原因：

解耦：各层次独立，易于实现和维护

分工：各层次实现特定的功能

层次的划分有利于国际标准协议的制定

 

 

TCP/IP模型方法分：数据链路层，网络层，传输层，应用层

OSI参考模型方法分：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。

我们一般使用五层：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层。

 

协议之间的关系

高层次的协议依赖于低层次的协议，低层次的协议建立之后才能建立高层次的协议连接

OSI参考模型

物理层

物理层处于OSI的最底层，是整个开放系统的基础。物理层涉及通信信道上传输的原始比特流(bits)，它的功能主要是为数据端设备提供传送数据的通路以及传输数据。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。

我们常说的网卡、光纤（xiān）等设备，都属于物理层。中继器，集线器

 

数据链路层

数据链路层的主要任务是实现计算机网络中相邻节点之间的可靠传输，把原始的、有差错的物理传输线路加上数据链路协议以后，构成逻辑上可靠的数据链路。需要完成的功能有链路管理、成帧、差错控制以及流量控制等。其中成帧是对物理层的原始比特流进行界定，数据链路层也能够对帧的丢失进行处理。

数据链路层在意的是，数据是从哪个端口来的，应该送到哪个端口。（这个端口是指物理交换机上的物理端口，也就是接口）为了达成这个目的，数据链路层必须具有以下功能：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

基本数据单位为帧

主要的协议：以太网协议

两个主要设备：网桥和交换机

网卡既是物理层设备又是数据链路层设备

 

网络层

网络层涉及源主机节点到目的主机节点之间可靠的网络传输，它需要完成的功能主要包括路由选择、网络寻址、流量控制、拥塞控制、网络互连等。

基本数据单位为IP数据报；

包含的主要协议：

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）。

主要设备：路由器

 

传输层

传输层起着承上启下的作用，涉及源端节点到目的端节点之间可靠的信息传输。传输层需要解决跨越网络连接的建立和释放，对底层不可靠的网络，建立连接时需要三次握手，释放连接时需要四次挥手。

包含的主要协议：

TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）

UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）；

主要设备：网关

 

会话层和表示层

会话层的主要功能是负责应用程序之间建立、维持和中断会话，同时也提供对设备和结点之间的会话控制，协调系统和服务之间的交流，并通过提供单工、半双工和全双工3种不同的通信方式，使系统和服务之间有序地进行通信。

 

表示层关心所传输数据信息的格式定义，其主要功能是把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式，提供字符代码、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。

 

应用层

应用层为OSI的最高层，是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时，完成一系列业务处理所需的服务。

 

包含的主要协议：

FTP（文件传送协议）

Telnet（远程登录协议）

DNS（域名解析协议）

SMTP（邮件传送协议）

POP3协议（邮局协议）

HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）

TCP/IP模型

TCP/IP的应用层相当于OSI七层协议的应用层、表示层、会话层，其他各层一一对应。

OSI由于体系比较复杂，而且设计先于实现，有许多设计过于思想，不太方便计算机软件实现，因而完全实现OSI参考模型的系统不多，应用的范围有限。而TCP/IP协议最早在计算机系统中实现，在Linux、Windows平台中都有稳定的实现，并且提供了简单方便的编程接口（API），可以在其上开发出丰富的应用程序，因此得到了广泛的应用。TCP/IP协议已成为目前互联网事实上的国际标准和工业标准。

由于TCP/IP尽早地制定了可行性较强的协议，提出了应对技术快速革新的协议，并及时进行后期改良的方案，因此打败了OSI模型，成为了事实上的标准。

五层模型

五层体系的协议结构是综合了OSI和TCP/IP的优点的一种协议，包括（从下到上）：物理层、数据链路层、网络层、运输层、应用层。

五层协议的体系结构只是为介绍网络原理而设计的，实际应用还是TCP/IP四层体系结构。