linux网络编程基础-网络基础

Myth丶恋晨 2022-05-10 07:20 348阅读 0赞

# 网络应用程序设计模型 #

*  ## C/S模式 ##

客户机(client)/服务器(server)模式。需要在**通讯两端**各自部署客户机和服务器来完成数据通信。

*  ## B/S模式 ##

浏览器(browser)/服务器(server)模式。只需在**一端**部署服务器，而另外一端使用每台PC都默认配置的浏览器即可完成数据的传输。

*  ## 优缺点 ##

C/S模式

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>数据缓存本地，效率高</td> 
   <td>工作量大，开发周期更长</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>可以采用自定义协议（开发灵活）</td> 
   <td>客户端安装本地，有安全隐患</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

B/S模式

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>优点</th> 
   <th>缺点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>标准浏览器做客户端，开发工作量小</td> 
   <td>使用第三方浏览器，因此网络应用支持受限</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>采用浏览器显示数据，因此移植性非常好，不受平台限制</td> 
   <td>缓存数据不尽如人意，从而传输数据量受到限制</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td> </td> 
   <td>采用标准http协议进行通信，协议选择不灵活</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

# 网络分层模型 #

![在这里插入图片描述][20180926142847372]

# 数据包封装 #

![在这里插入图片描述][2018092614505398]

*  ## 以太网帧格式 ##

![在这里插入图片描述][20180926145257468]

*  其中的6字节的源地址和目的地址是指网卡的硬件地址（也叫**MAC地址**）
 *  **类型**字段有三种值，分别对应IP数据报、ARP请求/应答、RARP请求/应答。帧尾是CRC校验码。
 *  **以太网帧中**的数据长度规定最小46字节，最大1500字节，ARP和RARP数据包的长度不够46字节，要在后面补填充18字节（PAD），最大值1500称为以太网的最大传输单元（**MTU**）。

### ARP数据报格式 ###

*  ARP协议作用：获取下一跳的mac地址
 *  ARP数据报的格式如下所示：  
    ![在这里插入图片描述][20180926180046928]

1.  硬件类型：指链路层网络类型，1为以太网。
2.  协议类型：0x0800为IP协议。
3.  硬件地址长度：mac地址（6字节）。
4.  协议地址长度：ip地址（4字节）。
5.  op字段为：1表示ARP请求，2表示ARP应答。

*  **过程**：在发送之间知道自己**mac地址**、**自己ip**、**对方ip**。  
    （1）以太网首部目的地址：全为ff（表示广播）。  
    （2）28字节的arp请求中目的以太网地址由于发送前是不知道的，全填0。  
    （3）连接的所有设备接收到请求之后，开始匹配ip，和自己相同，则填上mac地址，返 回给源主机（**返回的数据格式的源和目的与第一次相反**，此时自己是发送端）

*  ## IP段格式 ##

![在这里插入图片描述][2018092619203456]

*  IP各个字段的含义（**IP数据报的首部长度和数据长度都是可变长的，但总是4字节的整数倍**。）  
    （1）版本号：IP数据报使用的IP协议版本。目前Internet中使用的主要是TCP/IP协议族中版本号为4的IP协议。  
      
      
    （2）头部长度：此域指出整个报头的长度（包括选项），4位首部长度的数值是以4字节为单位的，最小值为5，也就是说首部长度最小是4x5=**20字节（常用）**，4位能表示的最大值是15，也就是说首部长度**最大是60字节**。  
      
      
    （3）总长度：总长度是整个数据报（包括IP首部和IP层payload）的字节数。  
      
      
    （4）TTL：源主机为数据包设定一个生存时间，比如64，每过一个路由器就把该值减1，如果减到0就表示路由已经太长了仍然找不到目的主机的网络，就丢弃该包，因此这个**生存时间的单位**不是秒，而是**跳**（hop）。  
      
      
    （5）上层协议标识：IP协议可以承载各种上层协议（是TCP、UDP、ICMP还是IGMP），目标端根据协议标识就可以把收到的IP数据报送到TCP或UDP等处理此报文的上层协议了。  
      
      
    （6）头部校验和：用于协议头数据有效性的校验，可以保证IP报头区在传输时的正确性和完整性。头部检验和字段是根据IP协议头计算出的检验和，它不对头部后面的数据进行计算。  
      
      
    （7）源IP：占用32位二进制数，表示发送端IP地址  
    （8）目标IP：占用32位二进制数，表示目的端IP地址

*  ## UDP数据报格式 ##

![在这里插入图片描述][20180926200222714]  
16位UDP长度（头部+数据）

*  ## TCP数据报格式 ##

![在这里插入图片描述][20180926200615175]

# NET映射 #

局域内的私网Ip 访问公网：局域网连接的**公网路由器中有NET映射表**，将局域网内的ip+端口（8080）映射成公网的ip+端口（10000）

# 打洞机制 #

（1）路由器保护机制：对于陌生的IP第一次发送的数据包会屏蔽  
   （2）需要公网IP去打洞，使得两个客户端之间直接传送，不需要经过服务器

# socket #

（1）ip+port：网络环境唯一标识进程  
   （2）socket成对出现  
   （3）一个文件描述符指向两个缓冲区：读和写

因此可以用Socket来描述网络连接的一对一关系。套接字通信原理如下图所示：  
![在这里插入图片描述][20180926205114734]

[20180926142847372]: /images/20220510/36e3d705c77f44beacae044dade25e0f.png
[2018092614505398]: /images/20220510/cf6309447e3d4b2ab0537b4e46666d31.png
[20180926145257468]: /images/20220510/06093473e8d844a5870c6a4d1b9617b4.png
[20180926180046928]: /images/20220510/55be3fef045345c2bcfe7d6f44b136eb.png
[2018092619203456]: /images/20220510/a7b255e71c6748cbb0571f56e31c874c.png
[20180926200222714]: /images/20220510/69d13af1124449e0a1274255b36d5e57.png
[20180926200615175]: /images/20220510/86afd633c9874871a349dfffc349038f.png
[20180926205114734]: /images/20220510/b6fed9257c824739a9e5f976f586dc89.png