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7層網(wǎng)絡(luò)模型-OSI

• 基礎(chǔ)層：物理層（Physical）、數(shù)據(jù)鏈路層（Datalink）、網(wǎng)絡(luò)層（Network)
• 傳輸層（Transport)：TCP-UDP協(xié)議層、Socket
• 高級層：會話層（Session)、表示層（Presentation）、應(yīng)用層（Application)

Socket

• 簡單來說是IP地址與端口的結(jié)合協(xié)議（RFC793）
• 一種地址與端口的結(jié)合描述協(xié)議
• TCP/IP協(xié)議的相關(guān)API的總稱；是網(wǎng)絡(luò)Api的集合實(shí)現(xiàn)
• 涵蓋了：Stream Socket/Datagram Socket
• 作用：
• 在網(wǎng)絡(luò)傳輸中用于唯一標(biāo)示兩個端點(diǎn)之間的鏈接
• 端點(diǎn)：包括（IP Port)
• 4個要素：客戶端地址、客戶端端口、服務(wù)器地址、服務(wù)器端口
• TCP
• TCP是面向連接的通信協(xié)議
• 通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接
• 由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊
• UDP
• UDP是面向無連接的通訊協(xié)議
• UDP數(shù)據(jù)包括目的端口號和源端口號信息
• 由于通訊不需要連接，所以可以實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)送，并不局限于端到端
• TCP/IP協(xié)議中，兩個進(jìn)程間通信的主要模式為：CS模型
• 主要目的：協(xié)同網(wǎng)絡(luò)中的計算機(jī)資源、服務(wù)模式、進(jìn)程間數(shù)據(jù)共享
• 常見的：FTP、SMTP、HTTP

Demo（略）

• 構(gòu)建TCP客戶端、服務(wù)端
• 客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)
• 服務(wù)器讀取數(shù)據(jù)并打印

報文、協(xié)議、Mac地址

• 報文

  報文段是指TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中，起著路由導(dǎo)航作用
• 用以查詢各個網(wǎng)絡(luò)路由網(wǎng)段、IP地址、交換協(xié)議等IP數(shù)據(jù)包
• 報文段充當(dāng)整個TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)包的導(dǎo)航路由功能
• 報文在傳輸過程中會不斷地封裝成分組、包、幀來傳輸
• 封裝方式就是添加一些控制信息組成的首部，即報文頭

• 傳輸協(xié)議

  協(xié)議顧名思義，一種規(guī)定，約束
• 約定大于配置，在網(wǎng)絡(luò)傳輸中依然適用；網(wǎng)絡(luò)的傳輸流程是健壯的穩(wěn)定的，得益于基礎(chǔ)的協(xié)議構(gòu)成
• 簡單來說：A->B的傳輸數(shù)據(jù)，B能識別，反之B->A的傳輸數(shù)據(jù)A也能識別，這就是協(xié)議

• Mac地址

  Media Access Control或者M(jìn)edium Access Control
• 意譯為媒體訪問控制，或稱為物理地址、硬件地址
• 用來定義

  網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的位置

• 形如：44-45-53-54-00-00；與身份證類似

IP，端口，遠(yuǎn)程服務(wù)器

• 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議地址（英語：Internet Protocol Address，又譯為網(wǎng)際協(xié)議地址），縮寫為IP地址（英語：IPAddress)
• 是分配給網(wǎng)絡(luò)上使用網(wǎng)際協(xié)議（英語：Internet Protocol，IP)的設(shè)備的數(shù)字標(biāo)簽
• 常見的IP地址分為IPV4與IPv6兩大類
• IP地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成，常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表現(xiàn)，每組XXX代表小于或等于255的10進(jìn)制數(shù)
• 如：208.80.152.2
• 分為A、B、C、D、E五大類，其中E類屬于特殊保留地址
• IPV4
• 總數(shù)量：4,294,967,296個（即232）：42億個；最終于2011年2月3日用盡
• 如果主機(jī)號是全1，那么這個地址為直接廣播地址
• IP地址“255.255.255.255'為受限廣播地址
• IPV6
• 總共有128位長，IPV6地址的表達(dá)形式，一般采用32個十六進(jìn)制數(shù)。也可以想象為1632個
• 由兩個邏輯部分組成：一個64位的網(wǎng)絡(luò)前綴和一個64位的主機(jī)地址，主機(jī)地址通常根據(jù)物理地址自動生成，叫做EUI-64（或者64-位擴(kuò)展唯一標(biāo)識）
• 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344
• IPv4轉(zhuǎn)換為IPv6一定可行，IPv6轉(zhuǎn)換為IPv4不一定可行

• 端口

  如果把IP地址比作一間房子，端口就是出入這間房子的門或者窗戶
• 在不同門窗戶后有不同的人，房子中的用戶與外界交流的出口
• 外界鴿子（信息）飛到不同窗戶也就是給不同的人傳遞信息
• 0到1023號端口以及1024到49151號端口都是特殊端口

• 
  
• 計算機(jī)之間依照互聯(lián)網(wǎng)傳輸層TCP/IP協(xié)議的協(xié)議通信，不同的協(xié)議都對應(yīng)不同的端口
• 49152到65535號端口屬于“動態(tài)端口”范圍，沒有端口可以被正式地注冊占用

• UDP

  英語：User Datagram Protocol，縮寫為UDP
• 一種用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，又稱用戶數(shù)據(jù)報文協(xié)議
• 是一個簡單的面向數(shù)據(jù)報的傳輸層協(xié)議，正式規(guī)范為RFC 768
• 用戶數(shù)據(jù)協(xié)議、非連接協(xié)議

• 不可靠

  它一旦把應(yīng)用程序發(fā)給網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，就不保留數(shù)據(jù)備份
• UDP在IP數(shù)據(jù)報的頭部僅僅加入了復(fù)用和數(shù)據(jù)校驗(yàn)（字段）
• 發(fā)送端生產(chǎn)數(shù)據(jù)，接收端從網(wǎng)絡(luò)中抓取數(shù)據(jù)
• 結(jié)構(gòu)簡單、無校驗(yàn)、速度快、容易丟包、可廣播
• DNS、TFTP、SNMP
• 視頻、音頻、普通數(shù)據(jù)（無關(guān)緊要數(shù)據(jù)）
• 
  

• 
  

• UDP包最大長度

  16位->2字節(jié)存儲長度信息
• 2^16-1=64K-1=65536-1=65535
• 自身協(xié)議占用：32 32位=64位=8字節(jié)

• 65535-8=65507 byte

UDP Api

• DatagramSocket
• 用于接收與發(fā)送UDP的類
• 負(fù)責(zé)發(fā)送某一個UDP包，或者接收UDP包
• 不同于TCP，UDP并沒有合并到Socket APl中
• 沒有服務(wù)器端和客戶端
• DatagramSocket)創(chuàng)建簡單實(shí)例，不指定端口與IP
• DatagramSocket(int port)創(chuàng)建監(jiān)聽固定端口的實(shí)例（接收數(shù)據(jù)的端口）
• DatagramSocket(int port,InetAddress localAddr)創(chuàng)建固定端口指定lP的實(shí)例（當(dāng)計算機(jī)有多個IP地址存在時）
• receive(DatagramPacket d):接收
• send(DatagramPacket d):發(fā)送
• setSoTimeout(int timeout):設(shè)置超時，毫秒
• close() 關(guān)閉，釋放資源
• DatagramPacket(bytel] bufint offset,int length,InetAddress address,int port)
• 前面3個參數(shù)指定buf的使用區(qū)間
• 后面2個參數(shù)指定目標(biāo)機(jī)器地址與端口（僅僅在發(fā)送時有效）
• SocketAddress相當(dāng)于InetAddress Port
• setData(bytel[] bufint ofset,int length)
• setData(bytel[l buf)
• setLength(int length)
• getData()、getOffset()、getLength()
• setAddress(InetAddress iaddr)、setPort(int iport) 發(fā)送時有效，接收時set操作是由系統(tǒng)完成的
• getAddress()、getPort()
• setSocketAddress(SocketAddress address)
• getSocketAddress()

UDP單播、廣播、多播

• 高頻次廣播有可能導(dǎo)致局域網(wǎng)或者某段網(wǎng)絡(luò)的信息帶寬被占滿

IP地址類別

• 廣播地址

  255.255.255.255為受限廣播地址
• C網(wǎng)廣播地址一般為：XXX.XXX.XXX.255（192.168.1.255）
• D類IP地址為多播預(yù)留

• 
  
• ipv4的地址本來就是用32位來表示的,分成4個8位來書寫, 所以ipv4和地址是可以和32位unsigned int
• 廣播地址運(yùn)算
• IP：192.168.124.7
• 子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0
• 網(wǎng)絡(luò)地址：192.168.124.0
• 廣播地址：192.168.124.255
• 例子二
• IP：192.168.124.7
• 子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192
• 網(wǎng)絡(luò)地址：192.168.124.0
• 廣播地址：192.168.124.63
• 255.255.255.192->11111111.11111111.11111111.11000000
• 可劃分網(wǎng)段：2/2=4個
• 0~63、64~127、128~191、192~255
• 192.168.124.63

廣播通信問題

• 主機(jī)一：192.168.124.7，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192
• 主機(jī)二：192.168.124.100，子網(wǎng)掩碼：255.255.255.192
• 主機(jī)一廣播地址：192.168.124.63
• 主機(jī)二廣播地址：192.168.124.127
• 因?yàn)閮蓚€主機(jī)的廣播地址不同，所以互相收不到對方的消息

局域網(wǎng)搜索Demo（略）

• UDP接收消息并回送功能實(shí)現(xiàn)
• UDP局域網(wǎng)廣播發(fā)送實(shí)現(xiàn)
• UDP局域網(wǎng)回送消息實(shí)現(xiàn)

TCP（Transmission Control Protocol）

• TCP是傳輸控制協(xié)議；是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，由IETF的RFC793定義
• 與UDP一樣完成第四層傳輸層所指定的功能與職責(zé)
• 三次握手、四次揮手
• 具有校驗(yàn)機(jī)制、可靠、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定

• 
  
• 作用
• 聊天消息傳輸、推送
• 單人語音、視頻聊天等
• 幾乎UDP能做的都能做，但需要考慮復(fù)雜性、性能問題
• 限制：無法進(jìn)行廣播，多播等操作

TDP Api

• socket（):創(chuàng)建一個Socket
• bind)：綁定一個Socket到一個本地地址和端口上
• connect（)：發(fā)起連接,連接到遠(yuǎn)程套接字
• accept():接受一個新的連接，阻塞等待
• write（)：把數(shù)據(jù)寫入到Socket輸出流
• read（)：從Socket輸入流讀取數(shù)據(jù)