## 网络编程
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网络编程就是编写基于网络的应用程序
CS结构:
客户端应用程序client(访问数据端)
服务端应用程序:server(提供共享数据端)
学习网络编程,目的就是编写基于C/S结构的应用程序
网络通讯的两个条件:
1,物理传输介质:双绞线/光纤/同轴线/无线电波
2,通讯协议
通讯协议:发送方和接受方共同遵守的一套规则,为了能正确解析数据
OSI七层模型:计算机界的通用语言
物理层———数据链路层———网络层————传输层————会话层————表示层————应用层
会话层、表示层、应用层，都是属于应用程序层的。
物理层：各种物理介质
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## OSI模型之数据链路层
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数据链路层：规定了代表0和1的电信号的分组方式以及一组电信号应该包含哪些内容。以太网协议工作在链路层！
一组电信号构成一个数据包，帧！
每一帧分成报头head0和数据data两部分
head包含（18个字节）：
发送源地址Mac:6个字节
接受源地址Mac:6个字节
数据类型（标签+以太类型）6个字节
data包含：46——1500个字节
head长度＋data长度＝最短64字节，最长1518字节，超过最大限制就分片发送
ethernet规定接入internet的设备都必须具备网卡，发送端和接收端的地址便是指网卡的地址，即mac地址
mac地址：每块网卡出厂时都被烧制上一个世界唯一的mac地址，长度为48位2进制，通常由12位16进制数表示（前六位是厂商编号，后六位是流水线号）
有了mac地址，同一网络内的两台主机就可以通信
ethernet采用最原始的方式，广播的方式进行通信，即计算机通信基本靠吼
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## 网络层
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以太网通讯存在的问题:
世界范围的互联网是由一个个彼此隔离的小的局域网组成的，如果所有的计算机都采用以太网的广播方式来寻找其他计算机，那么一台机器发送的包全世界都会收到，这就不仅仅是效率低的问题了，这会是一种灾难,(广播风暴就是这么产生的)
网络层功能：引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址,网络地址到底长什么样,又是如何区分子网的?
#IP协议
IP协议是工作在网络层的协议,全称:Internet Protocol Address,翻译为互联网协议地址
#### 3.1 IP地址(重点)
- ip协议定义的地址称之为ip地址，广泛采用的v4版本即ipv4，它规定网络地址由32位2进制表示
- 范围0.0.0.0-255.255.255.255
- 一个ip地址通常写成四段十进制数，例：192.168.10.1
- 网络号：标识子网
- 主机号：标识主机
IP地址的分类:
A类保留给政府机构
1.0.0.0---126.0.0.0
B类分配给中等规模公司
128.0.0.0---191.255.0.0
C类分配给任何需要的人
192.168.0.1 - 192.168.255.254
D类用于组播
E类用于实验
# 什么是子网掩码
子网掩码是一个32位地址，用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。
它的网络部分全部为1，主机部分全部为0。比如，IP地址172.16.10.1，如果已知网络部分是前24位，主机部分是后8位，那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000，写成十进制就是255.255.255.0。
# 为什么需要子网掩码
单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类，无法辨识一个ip所处的子网
例：192.168.10.1与192.168.10.2并不能确定二者处于同一子网,因为不清楚哪些位表示网络号,哪些表示主机号
知道”子网掩码”，我们就能判断，任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算（两个数位都为1，运算结果为1，否则为0），然后比较结果是否相同，如果是的话，就表明它们在同一个子网络中，否则就不是。
#可通过，前移子网掩码位数，来扩大子网规模。子网掩码在路由上设置！！！
总结一下，IP协议的作用主要有两个，一个是为每一台计算机分配IP地址，另一个是确定哪些地址在同一个子网络。
#IP数据包(了解)
ip数据包也分为head和data部分，无须为ip包定义单独的栏位，直接放入以太网包的data部分
head：长度为20到60字节
data：最长为65,515字节
而以太网数据包的”数据”部分，最长只有1500字节。因此，如果IP数据包超过了1500字节，它就需要分割成几个以太网数据帧，分开发送了。
ARP协议(了解)
ARP协议的由来:IP是通常是动态分配的,是一个逻辑地址,而数据传输则必须依赖MAC地址,那如何才能通过IP得到对方的MAC地址呢? 这就需要ARP协议了
arp协议功能：广播的方式发送数据包，获取目标主机的mac地址
1.FF:FF:FF:FF:FF:FF是一个特殊的MAC地址 交换机在看到这个地址时会将这个数据向网内所有主机进行广播
2.192.168.1.102 收到ARP请求后 回复自己的MAC给 源MAC主机
3.发送方(192.168.1.101)收到回复后,会将对方的ip的MAC地址映射关系存储到缓存中,以便下次使用
总结:ARP通过广播的方式来获取MAC地址, 不在同一子网时 ARP得到的时对方网关的MAC地址,数据到达对方网关后,由网关根据IP交给对应的主机,当然对方网关获取主机MAC也是通过ARP
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## 传输层
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传输层的由来**:
通过物理层简历链接通道
通过数据链路层的MAC,可以定位到某个局域网中的某台主机,
通过网络层的IP地址,子网掩码,可以定位到全球范围某一局域网下的某台主机
一台计算机上是不可能只运行一个应用程序的,比如同时登陆qq和微信,那接收到的数据到底是交给微信还是qq呢?
答案就是:端口号,端口是需要联网的应用程序与网卡关联的编号
传输层功能：建立端口到端口的通信
**补充**：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口
**TCP**与**UDP**是工作在传输层的协议:
#TCP协议：
可靠传输，TCP数据包没有长度限制，理论上可以无限长，但是为了保证网络的效率，通常TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度，以确保单个TCP数据包不必再分割。
#三次握手
TCP之所以可靠,是因为在传输数据前需要三次握手确认建立链接
三次握手的过程实际上实在确认我发的你能收到,你发的我也能收到,从而保证数据传输的的可靠性
问题是三次握手时的确能保障数据传输是可靠的,那么握手后的数据要如何保证传输成功呢?
#**TCP协议要求在发送数据后,必须接收到对方的回复信息才能确认数据成功发送,如果一段时内没有收到回复信息,会自动重新发送,如果重试的次数过多则表示链接可能已经中断!**
#四次挥手
四次挥手的目的是保证双方的数据传输已经全部完成,同样是为了保证数据的完整性
其优点很明显:能够保证数据传输是完整的
缺点:由于每次都需要传输确认信息,导致传输效率降低
场景:多用于必须保证数据完整性的场景,例如文本信息,支付信息等!
#UDP协议
不可靠传输，”报头”部分一共只有8个字节，总长度不超过65,535字节，正好放进一个IP数据包。
UDP协议采取的方式与TCP完全不同,其根本不关心,对方是否收到数据,甚至不关心,对方的地址是否有效,只要将数据报发送到网络,便什么都不管了!
**总结**
优点:由于不需要传输确认信息,所以传输效率高于TCP协议
缺点:传输数据可能不完整
场景:视频聊天,语音聊天等,不要求数据完整性,但是对传输速度要求较高
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## 应用层
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应用层由来：用户使用的都是应用程序，均工作于应用层，互联网是开放的，大家都可以开发自己的应用程序，用什么样的数据格式来传输，就需要由应用程序开发者自己来制定
应用层功能：规定应用程序的数据格式
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来源：https://www.cnblogs.com/huhongpeng/p/10960209.html