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网络基本知识

1 网卡

网络适配器 :作用 收发数据mac地址 作用: 用来标识一块网卡 6个字节 物理地址

2 ip

ip用来标识一台主机 逻辑地址iPv4 : ip地址是4字节 32位ipv6: 128位 16字节子网id ip中被子网掩码中1连续覆盖的位主机id ip中被子网掩码中0连续覆盖的位192.168.1.2/24 192.168.1.2/255.255.255.0

网段地址: 192.168.1.0广播地址: 192.168.1.255
子网掩码 netmask: 用来区分子网id 和主机id

3 端口

作用: 用来标识应用程序(进程)port: 2个字节 0-655350-1023 知名端口自定义端口 1024 - 65535netstat

4 OSI 七层模型

物理层: 双绞线接口类型, 光纤的传输速率等等

数据链路层: mac 负责收发

数据网络层: ip 给两台主机提供路径选择

传输层: port 区分数据递送到哪一个应用程序

会话层: 建立建立

表示层: 解码

应用层

TCP/IP四层模型

5 协议规定了数据传输的方式和格式

1. 应用层协议:

FTP: 文件传输协议

HTTP: 超文本传输协议

NFS: 网络文件系统

2. 传输层协议:

TCP: 传输控制协议

UDP: 用户数据报协议

3. 网络层:

   IP:英特网互联协议

   ICMP: 英特网控制报文协议

   pingIGMP: 英特网组管理协议

   4. 链路层协议:

   ARP: 地址解析协议 通过ip找mac地址

   RARP: 反向地址解析协议 通过mac找ip

6 网络通信过程

不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段（segment），在网络层叫做数据报（datagram），在链路层叫做帧（frame）。数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，最后将应用层数据交给应用程序处理。

7 arp地址解析协议:

通过ip找mac地址arp请求包:

8 网络设计模式B/S browser/ serverC/S cilent/server
c/s 性能较好 客户端容易篡改数据 开发周期较长b/s 性能低 客户端安全 开发周期短
9 进程间通信无名管道命名管道mmap文件信号消息队列共享内存只能用于 本机的进程间通信
不同的主机间进程通信方法: socketsocket必须成对出现
10 字节序
11 ip转换#include <arpa/inet.h> int inet_pton(int af, const char *src, void *dst);
功能: 将点分十进制串 转成32位网络大端的数据(“192.168.1.2” ==> )参数: af :
AF_INET IPV4
AF_INET6 IPV6
src: 点分十进制串的首地址
dst : 32位网络数据的地址 成功返回1
]#include <arpa/inet.h>const char *inet_ntop(int af, const void *src,
char dst, socklen_t size);功能: 将32位大端的网络数据转成点分十进制串参数: af : AF_INET
src : 32位大端的网络数 地址
dst : 存储点分十进制串 地址
size : 存储点分制串数组的大小
返回值: 存储点分制串数组首地址
12 网络通信解决三大问题协议ip端口
ipv4套接字结构体struct sockaddr_in { sa_family_t sin_family; / address family: AF_INET / in_port_t sin_port; / port in network byte order / struct in_addr sin_addr; / internet address / };
/ Internet address. / struct in_addr { uint32_t s_addr; / address in network byte order */ };
sin_family: 协议 AF_INETsin_portL端口 sin_addr ip地址

ipv6套接字结构体struct sockaddr_in6 { unsigned short int sin6_family; /* AF_INET6 / __be16 sin6_port; / Transport layer port # / __be32 sin6_flowinfo; / IPv6 flow information / struct in6_addr sin6_addr; / IPv6 address / __u32 sin6_scope_id; / scope id (new in RFC2553) /}; struct in6_addr { union { __u8 u6_addr8[16]; __be16 u6_addr16[8]; __be32 u6_addr32[4]; } in6_u; #define s6_addr in6_u.u6_addr8 #define s6_addr16 in6_u.u6_addr16 #define s6_addr32 in6_u.u6_addr32}; #define UNIX_PATH_MAX 108 struct sockaddr_un { __kernel_sa_family_t sun_family; / AF_UNIX / char sun_path[UNIX_PATH_MAX]; / pathname /};
通用套接字结构体struct sockaddr { sa_family_t sa_family; / address family, AF_xxx / char sa_data[14]; / 14 bytes of protocol address */};

13 tcp传输控制协议特点: 出错重传 每次发送数据对方都会回ACK, 可靠 tcp是抽象打电话的模型建立练级 使用连接 关闭连接
14 创建套接字API#include <sys/socket.h>int socket(int domain, int type, int protocol);
创建套接字参数:domain:AF_INETtype: SOCK_STREAM 流式套接字 用于tcp通信protocol: 0成功返回文件描述符,失败返回-1
15 连接服务器#include <sys/socket.h> int connect(intsockfd , const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);功能: 连接服务器
sockfd: socket套接字addr: ipv4套接字结构体的地址addrlen: ipv4套接字结构体的长度

16 tcp服务器通信流程

17 bind绑定给套接字绑定固定的端口和ip#include <sys/socket.h> int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
socklen_t addrlen);
sockfd: 套接字addr: ipv4套接字结构体地址addrlen: ipv4套接字结构体的大小返回值:成功返回0 失败返回;-1
18 listen#include <sys/socket.h>int listen(int sockfd, int backlog);
参数: sockfd : 套接字
backlog : 已完成连接队列和未完成连接队里数之和的最大值 128

19 accept#include <sys/socket.h> int accept(int socket, struct sockaddr *restrict address,
socklen_t *restrict address_len);如果连接队列没有新的连接,accept会阻塞
功能: 从已完成连接队列提取新的连接参数: socket : 套接字
address : 获取的客户端的的ip和端口信息 iPv4套接字结构体地址
address_len: iPv4套接字结构体的大小的地址socklen_t len = sizeof(struct sockaddr );
返回值: 新的已连接套接字的文件描述符
20 tcp服务器通信步骤1 创建套接字 socket2 绑定 bind3 监听 listen4 提取 accept5 读写6 关闭
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