五层协议
计算机1: 计算机2:
应用层 应用层
socket socket
传输层 段 传输层
网络层 包 网络层
数据链路层 帧 数据链路层
物理层 <===========交互机===========> 物理层
客户端软件send 服务端软件recv
操作系统 操作系统
计算机硬件<====物理介质=====>计算机硬件
ethernet头+ip头+tcp头+应用层的头+应用层数据
#一:传输层 tcp\udp=》基于端口
端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口
ip+port=》标识全世界范围内独一无二的一个基于网络通信的应用程序
基于tcp协议通信之前:必须建立一个双向通信的链接
C-------------------->S
C<--------------------S
三次握手建立链接:
建立链接是为了传数据做准备的,三次握手即可
四次挥手断开链接
断开链接时,由于链接内有数据传输,所以必须分四次断开
tcp是可靠传输的
发送数据必须等到对方确认后才算完成,才会将自己内存中的数据清理掉,否则重传
ps:当服务端大量处于TIME_WAIT状态时意味着服务端正在经历高并发
tcp协议的半连接池:
backlog
[链接请求1,链接请求2,链接请求3,链接请求5]
#二:应用层:
可以自定义协议=》头部+数据部分
自定义协议需要注意的问题:
1、两大组成部分=头部+数据部分
头部:放对数据的描述信息
比如:数据要发给谁,数据的类型,数据的长度
数据部分:想要发的数据
2、头部的长度必须固定
因为接收端要通过头部获取所接接收数据的详细信息
http https ftp
三、网络通信实现
想实现网络通信,每台主机需具备四要素
- 本机的IP地址
- 子网掩码
- 网关的IP地址
- DNS的IP地址
获取这四要素分两种方式
1.静态获取
即手动配置
2.动态获取
通过dhcp获取
以太网头 | ip头 | udp头 | dhcp数据包 |
(1)最前面的”以太网标头”,设置发出方(本机)的MAC地址和接收方(DHCP服务器)的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址,后者这时不知道,就填入一个广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。
(2)后面的”IP标头”,设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时,对于这两者,本机都不知道。于是,发出方的IP地址就设为0.0.0.0,接收方的IP地址设为255.255.255.255。
(3)最后的”UDP标头”,设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的,发出方是68端口,接收方是67端口。
这个数据包构造完成后,就可以发出了。以太网是广播发送,同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。因为接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,看不出是发给谁的,所以每台收到这个包的计算机,还必须分析这个包的IP地址,才能确定是不是发给自己的。当看到发出方IP地址是0.0.0.0,接收方是255.255.255.255,于是DHCP服务器知道”这个包是发给我的”,而其他计算机就可以丢弃这个包。
接下来,DHCP服务器读出这个包的数据内容,分配好IP地址,发送回去一个”DHCP响应”数据包。这个响应包的结构也是类似的,以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址,IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址(发出方)和255.255.255.255(接收方),UDP标头的端口是67(发出方)和68(接收方),分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。
新加入的计算机收到这个响应包,于是就知道了自己的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数
1.本机获取
- 本机的IP地址:192.168.1.100
- 子网掩码:255.255.255.0
- 网关的IP地址:192.168.1.1
- DNS的IP地址:8.8.8.8
2.打开浏览器,想要访问Google,在地址栏输入了网址:www.google.com。
3.dns协议(基于udp协议)
13台根dns:
A.root-servers.net198.41.0.4美国
B.root-servers.net192.228.79.201美国(另支持IPv6)
C.root-servers.net192.33.4.12法国
D.root-servers.net128.8.10.90美国
E.root-servers.net192.203.230.10美国
F.root-servers.net192.5.5.241美国(另支持IPv6)
G.root-servers.net192.112.36.4美国
H.root-servers.net128.63.2.53美国(另支持IPv6)
I.root-servers.net192.36.148.17瑞典
J.root-servers.net192.58.128.30美国
K.root-servers.net193.0.14.129英国(另支持IPv6)
L.root-servers.net198.32.64.12美国
M.root-servers.net202.12.27.33日本(另支持IPv6)
域名定义:http://jingyan.baidu.com/article/1974b289a649daf4b1f774cb.html
*域名:以.com,.net,.org,.cn等等属于国际*域名,根据目前的国际互联网域名体系,国际*域名分为两类:类别*域名(gTLD)和地理*域名(ccTLD)两种。类别*域名是 以"COM"、"NET"、"ORG"、"BIZ"、"INFO"等结尾的域名,均由国外公司负责管理。地理*域名是以国家或地区代码为结尾的域名,如"CN"代表中国,"UK"代表英国。地理*域名一般由各个国家或地区负责管理。
二级域名:二级域名是以*域名为基础的地理域名,比喻中国的二级域有,.com.cn,.net.cn,.org.cn,.gd.cn等.子域名是其父域名的子域名,比喻父域名是abc.com,子域名就是www.abc.com或者*.abc.com.
一般来说,二级域名是域名的一条记录,比如alidiedie.com是一个域名,www.alidiedie.com是其中比较常用的记录,一般默认是用这个,但是类似*.alidiedie.com的域名全部称作是alidiedie.com的二级
4.HTTP部分的内容,类似于下面这样:
GET / HTTP/1.1
Host: www.google.com
Connection: keep-alive
User-Agent: Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1) ……
Accept: text/html,application/xhtml+xml,application/xml;q=0.9,*/*;q=0.8
Accept-Encoding: gzip,deflate,sdch
Accept-Language: zh-CN,zh;q=0.8
Accept-Charset: GBK,utf-8;q=0.7,*;q=0.3
Cookie: … …
我们假定这个部分的长度为4960字节,它会被嵌在TCP数据包之中。
5 TCP协议
TCP数据包需要设置端口,接收方(Google)的HTTP端口默认是80,发送方(本机)的端口是一个随机生成的1024-65535之间的整数,假定为51775。
TCP数据包的标头长度为20字节,加上嵌入HTTP的数据包,总长度变为4980字节。
6 IP协议
然后,TCP数据包再嵌入IP数据包。IP数据包需要设置双方的IP地址,这是已知的,发送方是192.168.1.100(本机),接收方是172.194.72.105(Google)。
IP数据包的标头长度为20字节,加上嵌入的TCP数据包,总长度变为5000字节。
7 以太网协议
最后,IP数据包嵌入以太网数据包。以太网数据包需要设置双方的MAC地址,发送方为本机的网卡MAC地址,接收方为网关192.168.1.1的MAC地址(通过ARP协议得到)。
以太网数据包的数据部分,最大长度为1500字节,而现在的IP数据包长度为5000字节。因此,IP数据包必须分割成四个包。因为每个包都有自己的IP标头(20字节),所以四个包的IP数据包的长度分别为1500、1500、1500、560。
8 服务器端响应
经过多个网关的转发,Google的服务器172.194.72.105,收到了这四个以太网数据包。
根据IP标头的序号,Google将四个包拼起来,取出完整的TCP数据包,然后读出里面的”HTTP请求”,接着做出”HTTP响应”,再用TCP协议发回来。
本机收到HTTP响应以后,就可以将网页显示出来,完成一次网络通信。
www.163.com.
三:socket介绍
import socket