中小学校园网站建设,盐城网站建设价位,代做原创毕业设计网站,文化传媒公司简介模板文章目录#xff1a;
一#xff1a;协议
二#xff1a;网络应用设计模式_BS模式和CS模式
三#xff1a;网络分层模型#xff08;OSI七层 TCP/IP四层#xff09;
四#xff1a;通信过程
五#xff1a;协议格式
1.数据包封装
2.以太网帧格式和ARP数据报格式
…文章目录
一协议
二网络应用设计模式_BS模式和CS模式
三网络分层模型OSI七层 TCP/IP四层
四通信过程
五协议格式
1.数据包封装
2.以太网帧格式和ARP数据报格式
3.IP段格式
4.UDP数据报格式
5.TCP数据报格式
六TCP协议
1.TCP通信时序面向连接的可靠数据通信
三次握手发起请求 接受请求
四次挥手关闭连接请求
2.滑动窗口TCP流量控制
3.TCP状态转换
4.半关闭
5.2MSL
5.1 程序设计中的问题
5.2 端口复用
6.TCP异常断开
6.1 心跳检测机制
6.2 设置TCP属性
七网络名称术语
1.路由(route)
2.以太网交换机工作原理
3.hub工作原理
4.半双工/全双工
5.DNS服务器
6.局域网(LAN) 广域网(WAN)
7.端口
8.MTU 学习Linux的网络编程原则上基于Linux的系统编程 和 Linux基础的Shell编程第十章除此之外还包含了计算机网络的知识 Linux基础shell编程——Linux 系统编程——Linux 网络编程 一协议 互联网协议Internet Protocol Suite 什么是协议从应用的角度出发协议可理解为“规则”是数据传输和数据的解释的规则典型协议 传输层 常见协议有TCP/UDP协议应用层 常见的协议有HTTP协议FTP协议网络层 常见协议有IP协议、ICMP协议、IGMP协议网络接口层 常见协议有ARP协议、RARP协议 TCP传输控制协议Transmission Control Protocol是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议UDP用户数据报协议User Datagram Protocol是OSI参考模型中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HTTP超文本传输协议Hyper Text Transfer Protocol是互联网上应用最为广泛的一种网络协议FTP文件传输协议File Transfer ProtocolIP协议是因特网互联协议Internet ProtocolICMP协议是Internet控制报文协议Internet Control Message Protocol它是TCP/IP协议族的一个子协议用于在IP主机、路由器之间传递控制消息IGMP协议是 Internet 组管理协议Internet Group Management Protocol是因特网协议家族中的一个组播协议。该协议运行在主机和组播路由器之间ARP协议是正向地址解析协议Address Resolution Protocol通过已知的IP寻找对应主机的MAC地址RARP是反向地址转换协议通过MAC地址确定IP地址 二网络应用设计模式_BS模式和CS模式 C/SClient/Server B/SBrowser/Server优点 缓存大量数据、协议选择灵活、速度快 安全性、跨平台、开发工作量较小缺点 安全性差、开发工作量大、跨平台难 不能缓存大量数据、必须严格遵守http协议 三网络分层模型OSI七层 TCP/IP四层 物理层主要定义物理设备标准如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等它的主要作用是传输比特流就是由1、0转化为电流强弱来进行传输到达目的地后再转化为1、0也就是我们常说的数模转换与模数转换这一层的数据叫做比特数据链路层定义了如何让格式化数据以帧为单位进行传输以及如何让控制对物理介质的访问这一层通常还提供错误检测和纠正以确保数据的可靠传输如串口通信中使用到的115200、8、N、1网络层在位于不同地理位置的网络中的两个主机系统之间提供连接和路径选择Internet的发展使得从世界各站点访问信息的用户数大大增加而网络层正是管理这种连接的层传输层定义了一些传输数据的协议和端口号WWW端口80等如TCP传输控制协议传输效率低可靠性强用于传输可靠性要求高数据量大的数据UDP用户数据报协议与TCP特性恰恰相反用于传输可靠性要求不高数据量小的数据如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的主要是将从下层接收的数据进行分段和传输到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段会话层通过传输层(端口号传输端口与接收端口)建立数据传输的通路主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名表示层可确保一个系统的应用层所发送的信息可以被另一个系统的应用层读取例如PC程序与另一台计算机进行通信其中一台计算机使用扩展二一十进制交换码(EBCDIC)而另一台则使用美国信息交换标准码ASCII来表示相同的字符如有必要表示层会通过使用一种通格式来实现多种数据格式之间的转换应用层是最靠近用户的OSI层。这一层为用户的应用程序例如电子邮件、文件传输和终端仿真提供网络服务 OSI七层模型结构我的记忆方法_巫术网传会报应 物、数、网、传、会、表、应TCP/IP 4层模型结构网链路层/网络接口层、网、传、应应用层http、ftp、nfs、ssh、telnet。。。传输层TCP、UDP网络层IP、ICMP、IGMP链路层以太网帧协议、ARP四通信过程 网络传输数据封装流程 数据没有封装之前是不能在网络中传递。数据-》应用层-》传输层-》网络层-》链路层 --- 网络环境只有应用层协议在用户态可见往下的都处在内核中什么是内核 五协议格式
1.数据包封装 应用层数据通过协议栈发到网络上时每层协议都要加上一个数据首部header称为封装Encapsulation 2.以太网帧格式和ARP数据报格式 以太网帧协议根据mac地址完成数据包传输以太网帧中的目的地址和源地址是指MAC地址ARP协议数据报格式根据 Ip 地址获取 mac 地址3.IP段格式 版本 IPv4、IPv6 -- 4位TTL time to live 。 设置数据包在路由节点中的跳转上限。每经过一个路由节点该值-1 减为0的路由有义务将该数据包丢弃源IP 32位。--- 4字节 192.168.1.108 --- 点分十进制 IP地址string --- 二进制 目的IP32位。--- 4字节 4.UDP数据报格式 16位源端口号 16位目的端口号序号确认序号数据偏移 保留 URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN 窗口检验和 紧急指针选项和填充从这开始往上是首部数据 IP地址可以在网络环境中唯一标识一台主机端口号可以网络的一台主机上唯一标识一个进程多数应用程序使用5000以下的端口80端口http协议ip地址端口号可以在网络环境中唯一标识一个进程 5.TCP数据报格式 16位源端口号 16位目的端口号32序号32确认序号4位首部长度 保留6位 URG/ACK/PSH/RST/SYN/FIN 16位窗口大小16位检验和 16位紧急指针选项从这开始往上是报头数据 六TCP协议
1.TCP通信时序面向连接的可靠数据通信 三次握手发起请求 接受请求 主动发起连接请求端发送 SYN 标志位请求建立连接。 携带数据包(序号)包号、数据字节数(0)、滑动窗口大小被动接受连接请求端发送 ACK 标志位同时携带 SYN 请求标志位。携带序号、确认序号、数据字节数(0)、滑动窗口大小主动发起连接请求端发送 ACK 标志位应答服务器连接请求。携带确认序号 四次挥手关闭连接请求 主动关闭连接请求端 发送 FIN 标志位被动关闭连接请求端 应答 ACK 标志位 ----- 半关闭完成单向 写入读取被动关闭连接请求端 发送 FIN 标志位主动关闭连接请求端 应答 ACK 标志位 ----- 连接全部关闭 2.滑动窗口TCP流量控制 介绍UDP时我们描述了这样的问题如果发送端发送的速度较快接收端接收到数据后处理的速度较慢而接收缓冲区的大小是固定的就会丢失数据TCP协议通过“滑动窗口Sliding Window”机制解决这一问题 采用滑动窗口增大传输速率
滑动窗口发送给连接对端本端的缓冲区大小实时保证数据不会丢失批量发送服务器ACK回执最后一个数据包且可以看到滑动窗口的大小win是动态变化的mss最大报文长度 3.TCP状态转换 打开方式 被动打开左 虚线 主动打开右 实线上边三次握手 被动接收连接请求端 主动发起连接请求端下边四次握手 被动关闭连接请求端 主动关闭连接请求端 TCP状态时序图结合三次握手、四次挥手 理解记忆主动1. 主动发起连接请求端 CLOSE -- 发送SYN -- SEND_SYN -- 接收 ACK、SYN -- SEND_SYN -- 发送 ACK -- ESTABLISHED数据通信态2. 主动关闭连接请求端 ESTABLISHED数据通信态 -- 发送 FIN -- FIN_WAIT_1 -- 接收ACK -- FIN_WAIT_2半关闭-- 接收对端发送 FIN -- FIN_WAIT_2半关闭-- 回发ACK -- TIME_WAIT只有主动关闭连接方会经历该状态-- 等 2MSL时长 -- CLOSE 被动1. 被动接收连接请求端 CLOSE -- LISTEN -- 接收 SYN -- LISTEN -- 发送 ACK、SYN -- SYN_RCVD -- 接收ACK -- ESTABLISHED数据通信态2. 被动关闭连接请求端 ESTABLISHED数据通信态 -- 接收 FIN -- ESTABLISHED数据通信态 -- 发送ACK -- CLOSE_WAIT (说明对端【主动关闭连接端】处于半关闭状态) -- 发送FIN -- LAST_ACK -- 接收ACK -- CLOSE重点记忆 ESTABLISHED、FIN_WAIT_2 -- CLOSE_WAIT、TIME_WAIT2MSLnetstat -apn | grep 端口号 4.半关闭 通信双方中只有一端关闭通信。 --- FIN_WAIT_2closecfd;shutdown(int fd, int how); how: SHUT_RD 关读端SHUT_WR 关写端SHUT_RDWR 关读写shutdown在关闭多个文件描述符应用的文件时采用全关闭方法。close只关闭一个 5.2MSL
5.1 程序设计中的问题 一定出现在【主动关闭连接请求端】。 --- 对应 TIME_WAIT 状态。保证最后一个 ACK 能成功被对端接收。等待期间对端没收到我发的ACK对端会再次发送FIN请求。 5.2 端口复用 在server的TCP连接没有完全断开之前不允许重新监听是不合理的虽然是占用同一个端口但IP地址不同 // 设置端口复用 int opt 1; //表示允许创建端口号相同但IP地址不同的多个socket描述符:在server代码的socket()和bind()调用之间插入如下代码setsockopt(lfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, (void *)opt, sizeof(opt)); 6.TCP异常断开
6.1 心跳检测机制 定义心跳检测机制是指在TCP长连接中客户端和服务器之间定期发送一种特殊的数据包通知对方自己还在线以确保TCP连接的有效性应用于长连接保活或需要保活的场景比如监控系统、IM系统、即时报价系统、推送服务等 6.2 设置TCP属性 设置TCP属性的方法如下1.在电脑桌面上右键点击网络选择属性进入2.页面跳转以后进入到网络和共享中心点击以太网进入3.在出现的以太网属性页面中点击属性按钮进入4.此时在打开的对话框中可以看到TCP/IPV4没有被勾选勾选该选项以后点击确定按钮即可开启启用TCP/IP 七网络名称术语
1.路由(route) 路由名词数据包从源地址到目的地址所经过的路径由一系列路由节点组成
路由动词某个路由节点为数据包选择投递方向的选路过程路由器的工作原理是根据路由表转发数据主要过程如下1.主机要发送数据到目的主机因为是跨网通信所以必须通过网关通过ARP广播找到E0端口的MAC地址路由器收到数据包后解封装数据包发现里面的目标IP为4.1查找路由表ARP广播——E0端口(MAC地址)路由器——数据包(目标IP为4.1)——查找路由表2.路由器A查找路由表后转发数据到S0接口路由器A——查找路由表——发数据到S0接口3.路由器A通过ARP广播找到B路由器S0口的MAC地址后将数据转发过去路由器A——ARP广播——B路由器(S0口的MAC地址)——发数据4.数据包到达B路由器后查看目标IP地址并查找路由表B路由器查找路由表发现4.0网段在E0接口转发数据到E0接口接收数据——B路由器——查看目标IP地址并查找路由表现4.0网段在E0接口——转发数据到E0接口5.数据通过ARP广播找到主机4.1的MAC地址然后将数据包转发过去这样主机4.1就成功接收到数据包了ARP广播发数据——主机4.1的MAC地址——接收到数据包路由表(Routing Table)路由表或称路由择域信息库RIB是一个存储在路由器或者联网计算机中的电子表格文件或类数据库。路由表存储着指向特定网络地址的路径路由条目路由表中的一行每个条目主要由目的网络地址、子网掩码、下一跳地址、发送接口四部分组成如果要发送的数据包的目的网络地址匹配路由表中的某一行就按规定的接口发送到下一跳地址缺省路由条目路由表中的最后一行主要由下一跳地址和发送接口两部分组成当目的地址与路由表中其它行都不匹配时就按缺省路由条目规定的接口发送到下一跳地址路由节点一个具有路由能力的主机或路由器它维护一张路由表通过查询路由表来决定向哪个接口发送数据包 2.以太网交换机工作原理 以太网交换机的工作原理广播帧时向所有端口转发单播帧时检查目的地址并对应MAC地址表如果存在目的地址则转发如果不存在则泛洪广播交换机分割冲突域每个端口独立成一个大量数据发送时先存储等待发送的数据到寄存器中再发送相同目的地址的帧若交换机有相同目的地址的帧则将该主机的MAC自动添加到MAC地址表中 3.hub工作原理 定义Hub是计算机网络中的一个术语指的是网络中的中央连接点它汇集了其他设备如计算机、打印机、服务器等的通信信号并将其分发给这些设备作用Hub通常是一个硬件设备其作用是将多个设备连接到一个网络上从而使它们能够相互通信在计算机网络中Hub是一个重要的组成部分。它可以通过交换机、路由器等设备将多个网络连接在一起从而形成一个更大的网络Hub可以将数据传输到网络中的每个设备上从而使这些设备能够相互通信和共享资源工作原理当一个数据包从某个端口进入HUB时HUB会将该数据包复制到其他所有端口上使得所有连接的设备都可以接收到该数据包。这种广播行为称为“泛洪” 4.半双工/全双工 Full-duplex全双工全双工是在通道中同时双向数据传输的能力Half-duplex半双工在通道中同时只能沿着一个方向传输数据 5.DNS服务器 定义DNS服务器是域名系统的缩写即Domain Name System它是进行域名和与之相对应的IP地址转换的服务器作用DNS服务器可以将域名转换为相应的IP地址它主要的功能就是查询主机名域名对应的IP地址分类DNS服务器可以分为3种主域名服务器Master DNS、辅助域名服务器Slave DNS、高速缓存服务器Cache-only server 6.局域网(LAN) 广域网(WAN) 局域网(LAN)local area network举例一种覆盖一座或几座大楼、一个校园或者一个厂区等地理区域的小范围的计算机网特点1.覆盖的地理范围较小只在一个相对独立的局部范围内联如一座或集中的建筑群内2.使用专门铺设的传输介质进行联网数据传输速率高10Mb/s10Gb/s3.通信延迟时间短可靠性较高广域网(WAN)wide area network举例一种用来实现不同地区的局域网或城域网的互连可提供不同地区、城市和国家之间的计算机通信的远程计算机网特点1.适应大容量与突发性通信的要求2.适应综合业务服务的要求3.开放的设备接口与规范化的协议4.完善的通信服务与网络管理5.覆盖的范围比局域网LAN和城域网MAN都广广域网的通信子网主要使用分组交换技术广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网它将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来达到资源共享的目的如互联网是世界范围内最大的广域网 7.端口 逻辑意义上的端口一般是指TCP/IP协议中的端口端口号的范围从0到65535
比如用于浏览网页服务的80端口用于FTP服务的21端口等等1.端口号小于256的定义为常用端口服务器一般都是通过常用端口号来识别的2.客户端只需保证该端口号在本机上是唯一的就可以了。客户端口号因存在时间很短暂又称临时端口号3.大多数TCP/IP实现给临时端口号分配1024—5000之间的端口号。大于5000的端口号是为其他服务器预留的我们应该在自定义端口时避免使用well-known的端口。如80、21等等 8.MTU MTU:通信术语 最大传输单元Maximum Transmission UnitMTU是指一种通信协议的某一层上面所能通过的最大数据包大小以字节为单位最大传输单元这个参数通常与通信接口有关网络接口卡、串口等以下是一些协议的MTUFDDI协议4352字节以太网Ethernet协议1500字节PPPoEADSL协议1492字节X.25协议Dial Up/Modem576字节Point-to-Point4470字节
