网络与socket

仇实

https://blog.csdn.net/zhihuiy...
这篇文章写的也不错,socket={ip,port}
暂时不理解进程为什么要用ip+协议+port作为唯一标识

目录

  • 网络
  • IP地址
  • 端口
  • socket
  • 总结

1 网络

1.1 网络定义

  • 网络就是一种辅助双方或者多方能够连接在一起的工具
  • 如果没有网络可想单机的世界是多么的孤单

1.2 使用网络的目的

  • 就是为了联通多方然后进行通信用的,即把数据从一方传递给另外一方
  • 如果没有网络,编写的程序都是单机的,即不能和其他电脑上的程序进行通信
  • 为了让在不同的电脑上运行的软件,之间能够互相传递数据,就需要借助网络的功能

1.3 总结

  • 使用网络能够把多方链接在一起,然后可以进行数据传递
  • 所谓的网络编程就是,让在不同的电脑上的软件能够进行数据传递,即进程之间的通信

2 IP地址

2.1 ip地址的作用

ip地址:用来在网络中标记一台电脑,比如192.168.1.1;在本地局域网上是唯一的。

2.2 ip地址的分类

每一个IP地址包括两部分:网络地址和主机地址

2.2.1 A类IP地址

一个A类IP地址由1字节的网络地址和3字节主机地址组成,网络地址的最高位必须是“0”
地址范围1.0.0.1-126.255.255.254
二进制表示为:

00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110 

可用的A类网络有126个,每个网络能容纳1677214个主机

2.2.2 B类IP地址

一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“10”
地址范围128.1.0.1-191.255.255.254
二进制表示为:

10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111111 11111111 11111110 

可用的B类网络有16384个,每个网络能容纳65534主机

2.2.3 C类IP地址

一个C类IP地址由3字节的网络地址和1字节的主机地址组成,网络地址的最高位必须是“110”
范围192.0.1.1-223.255.255.254
二进制表示为:

11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110 

C类网络可达2097152个,每个网络能容纳254个主机

2.2.4 D类地址用于多点广播

D类IP地址第一个字节以“1110”开始,它是一个专门保留的地址。
它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播(Multicast)中
多点广播地址用来一次寻址一组计算机 s 地址范围

224.0.0.1-239.255.255.254 

2.2.5 E类IP地址

以“1111”开始,为将来使用保留
E类地址保留,仅作实验和开发用

2.2.6 私有ip

在这么多网络IP中,国际规定有一部分IP地址是用于我们的局域网使用,也就
是属于私网IP,不在公网中使用的,它们的范围是:

10.0.0.0~10.255.255.255
172.16.0.0~172.31.255.255
192.168.0.0~192.168.255.255 

注意:

IP地址127.0.0.1~127.255.255.255用于回路测试,
如:127.0.0.1可以代表本机IP地址,用 http://127.0.0.1 就可以测试本机中配置的Web服务器。

3 端口

3.1 什么是端口

  • 端口就好一个房子的门,是出入这间房子的必经之路。
  • 如果一个程序需要收发网络数据,那么就需要有这样的端口
  • 在linux系统中,端口可以有65536(2的16次方)个之多!
  • 对端口进行统一编号,这就是所说的端口号

3.2 端口号

端口是通过端口号(一个整数)来标记的,范围是从0到65535
注意:

端口数不一样的*nix系统不一样,还可以手动修改

3.3 端口的分配

端口号不是随意使用的,而是按照一定的规定进行分配。端口的分类标准有好几种,笔者在这里不做详细讲解,只介绍一下知名端口和动态端口

3.3.1 知名端口(Well Known Ports)

知名端口是 众所周知的端口号,范围从0到1023

  • 80端口分配给HTTP服务
  • 21端口分配给FTP服务
在这里为了方便理解,我们可以将端口号想象成手机号,一些常用的功能使用的号码是大家都知道的,好比电话号码110、10086、10010一样,他们在电话中的地位和知名端口在端口的地位是类似的
一般情况下,如果一个程序需要使用知名端口的需要有root权限

3.3.2 动态端口(Dynamic Ports)

动态端口的范围是从1024到65535

之所以称为动态端口,是因为它一般不固定分配某种服务,而是动态分配。

动态分配是指当一个系统程序或应用程序程序需要网络通信时,它向主机申请一个端口,主机从可用的端口号中分配一个供它使用。
当这个程序关闭时,同时也就释放了所占用的端口号

3.3 怎样查看端口

  • 用“netstat -an”查看端口状态
  • lsof -i [tcp/udp]:2425

4 socket(进程间通信的一种方式)

4.1 不同电脑上的进程间通信的实现

  • 首要要唯一标识一个进程
  • 在1台电脑上可以通过进程号(PID)来唯一标识一个进程,但是在网络中这行不通。
  • 这就需要TCP/IP协议族,网络层的“ip地址” 可以 唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口” 可以 唯一标识主机中的应用进程(进程)。
  • 这样利用ip地址,协议,端口就可以标识网络的进程了,网络中的进程就可以利用该方式与其它进程进行交互

注意:

进程:运行的程序以及运行时用到的资源这个整体称之为进程
进程间通信指:运行的程序之间的数据共享

4.2 socket简介

  • socket()函数:用于根据指定的地址族、数据类型和协议来分配一个套接口(通讯的基石是套接口,一个套接口是通讯的一端)的描述字及其所用的资源
  • socket(简称 套接字) 是进程间通信的一种方式,它与其他进程间通信的一个主要不同是:
    它能实现不同主机间的进程间通信,我们网络上各种各样的服务大多都是基于 Socket 来完成通信的,例如浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等

注意:

套接字使用流程 与 文件的使用流程很类似

  • 创建套接字
  • 使用套接字收/发数据
  • 关闭套接字

5 网络通信总结

  • 网络通信可以说是在网络中,知道互相之间的“IP地址(在网络层)”以确定相互是谁,再通过知道要进行通信的“协议+端口号(在传输层)”,以确定通信双方进行通信的工具即进程,而在这过程中必然涉及到套接口的描述字及其所用的资源的分配(软件及硬件),当下实现这一功能的多采用socket()函数。
  • 详细的来说,一台拥有IP地址的主机可以提供许多服务,比如HTTP(万维网服务)、FTP(文件传输)、SMTP(电子邮件)等,这些服务完全可以通过1个IP地址来实现。那么,主机是怎样区分不同的网络服务呢?显然不能只靠IP地址,因为IP地址与网络服务的关系是一对多的关系。
  • 实际上是通过“IP地址+端口号”来区分不同的服务的。需要注意的是,端口并不是一一对应的。比如你的电脑作为客户机访问一台WWW服务器时,WWW服务器使用“80”端口与你的电脑通信,但你的电脑则可能使用“3457”这样的端口。
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