2018-04-23网络编程-概述-SOCKET-端口绑定-编码解码

计算机都遵守的网络通信协议叫做TCP/IP协议。

因为互联网协议包含了上百种协议标准，但是最重要的两个协议是TCP和IP协议，所以，大家把互联网的协议简称TCP/IP协议。是一组协议族。完成通信的规范。

四种分类法和其中分类法：

端口号：用来标记唯一一个进程（范围：0~65535）

为什么不用pid？——在一个 *** 作系统上，pid绝对不相同，而且进程pid唯一，但在不同系统上，获取另一个系统的pid特别费劲；但是端口对应的程序是确定的，所以端口就是用来区分进程的

端口号只有整数，0~65535。能区分同一服务器所有进程

知名端口：大家都知道的默认的端口，比如百度，0~1023

动态端口：1024~65535之间

查看端口信息的命令：netstat - an

IP地址的作用：用来标记一台电脑在网络中的数字。

同一局域网中，IP地址不能相同

网络号用来分辨不同网络，主机号用来区分不同主机

ip地址：用来在网络中标记一台电脑的一串数字，比如19216811；在本地局域网上是惟一的。

什么是socket？

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（能完成多个电脑进程间的通信）

例如我们每天浏览网页、QQ 聊天、收发 email 等等。

UDP快，不稳定

TCP慢，稳定

会变的端口号

说明：

每重新运行一次网络程序，上图中红圈中的数字，不一样的原因在于，这个数字标识这个网络程序，当重新运行时，如果没有确定到底用哪个，系统默认会随机分配

记住一点：这个网络程序在运行的过程中，这个就唯一标识这个程序，所以如果其他电脑上的网络程序如果想要向此程序发送数据，那么就需要向这个数字（即端口）标识的程序发送即可。

UDP绑定信息

一般服务性的程序，往往需要一个固定的端口号，这就是所谓的端口绑定

绑定的意义是使其不变 。

一个电脑可以有多个IP地址

单工：收音机 半双工：对讲机 全双工：电话

UDP和TPC（网络）都是全双工，同一时间能发能收

一般，接收方都需要绑定，发送方不需要绑定

绑定示例：

总结

一个udp网络程序，可以不绑定，此时 *** 作系统会随机进行分配一个端口，如果重新运行次程序端口可能会发生变化

一个udp网络程序，也可以绑定信息（ip地址，端口号），如果绑定成功，那么 *** 作系统用这个端口号来进行区别收到的网络数据是否是此进程的

解包：

5G软件开发工程师是指五代移动通信及其技术的简称，随着中国5G网络技术的快速发展，用人单位5G软件开发与运维人才的需求可以用“如饥似渴”来形容，正因为这个原因，5G软件开发工程师成为了5G领域中的热门之一。

在移动互联网中应用型软件基本都是JAVA、Android、并且5G软件开发人才每年以22%左右的速度递增。无线应用是5G软件开发目前活跃的另一个领域，旨在提供更多、更方便的个性化服务的5G手机应用。

java是云互联网开发中的核心课程，采用项目实训阶段教学模式，

一阶段主要掌握java语言的语法、理解面向对象的编程思想；

二阶段掌握数据库设计与开发技能，；

三阶段熟悉软件工程流程及规范以及项目研发。

Java语言基础、Java面向对象、字符串处理、Java集合框架、JavaIO技术、Java并发编程、Java网络通信编程、数据库SQL规范、JDBC数据库 *** 作、JSP应用程序设计、JavaServlet编程、JavaWeb-Struts2框架技术、JavaWeb-Spring框架技术、JavaWeb-Hibernate框架技术、综合测评与毕业答辩、项目实训等。

一直用Http用多了 复习一下基础

Unity通讯一般分为2类

Http : 应用层 Unity内置的UnityWebRequest类进行通信（之前写过一个分发器垃圾框架）用于交互量比较小

Socket：传输层 比较底层 实现TCP/UDP 用于频繁的通信

这个是基于TCP 和IP传输不同消息

这个是三种常见的网络层次划分

基本数据单位为帧

主要的协议：以太网协议

基本数据单位为IP数据报；

IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）

ICMP协议（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）

ARP协议（Address Resolution Protocol，地址解析协议）

RARP协议（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）

包含的主要协议：TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）、UDP协议（User Datagram Protocol，用户数据报协议）

数据传输基本单位为报文

包含的主要协议：

FTP（文件传送协议）、Telnet（远程登录协议）、DNS（域名解析协议）、SMTP（邮件传送协议），POP3协议（邮局协议），HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol）。

分配给用户上网使用的网际协议

目前IPv4多 比如19216811

新的IPv6(因为IPv4数量不够分配)如3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984。

Internet最基本的协议

TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。

可靠的协议 通过三次握手建立的面向连接通信协议

3次握手 四次挥手 实习生常考

TCP连接建立过程(三次握手)：

1首先Client端发送连接请求报文

2Server段接受连接后回复ACK报文，并为这次连接分配资源。

3Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文，并分配资源，这样TCP连接就建立了。

TCP连接断开过程(四次挥手)：

1Client端发起中断连接请求(FIN报文)

2Server端接到FIN报文后，发送ACK服务器还有消息没发完让Client待命，Client端就进入FIN_WAIT，继续等待Server端的FIN报文

3Server端确定数据已发送完成，则向Client端发送FIN报文，

4Client端收到FIN报文后发送ACK后进入TIME_WAIT状态，如果Server端没有收到ACK则可以重传，Server端收到ACK后 关闭，Client等待了2MSL后依然没有收到回复客户端也关闭

SYN:"synchronize"请求同步标志；；ACK:"acknowledge"确认标志"；FIN："Finally"结束标志。

为什么要三次握手？

防止因为网卡导致Sever收到多次Client请求 建立N个监听 造成资源浪费

为什么要四次挥手？

自己不请求直接关闭 但是服务器还能给你发数据 服务器浪费资源 而且客户端也会强行接收

使用TCP的协议：FTP（文件传输协议）、Telnet（远程登录协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、POP3（和SMTP相对，用于接收邮件）、HTTP协议等。

面向无连接的通讯协议

UDP通讯时不需要接收方确认，属于不可靠的传输 会丢包

UDP与TCP位于同一层，但它不管数据包的顺序、错误或重发

主要用于面向查询---应答的程序

每个UDP报文分UDP报头和UDP数据区两部分

UDP报头由4个域组成，其中每个域各占用2个字节

（1）源端口号；

（2）目标端口号；

（3）数据报长度；

（4）校验值。

使用UDP协议包括：TFTP（简单文件传输协议）、SNMP（简单网络管理协议）、DNS（域名解析协议）、NFS、BOOTP。

超文本传输协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议

HTTP协议特点：

简单快速 灵活 无连接 无状态 支持B/S(浏览器/服务器)及C/S(客户端/服务器)模式。

URL

和服务器有一些频繁的交互 用http时不时请求 叫轮询 效率低下

soket可以理解为插座 插头接上了可以保持通信

端口:

每个Socket连接都是从一台计算机网卡的一个端口连接到另外一台计算机网卡的某个端口。

IP是房子的话 端口就是门

TCP端口和UDP端口相互独立 如TCP255端口 和UDP255端口 不冲突

周知端口

范围从0到1023，其中80端口分配给WWW服务，21端口分配给FTP服务等。

浏览器的地址栏里输入一个网址的时候是不必指定端口号的，因为在默认情况下WWW服务的端口是“80”。

网络服务是可以使用其他端口号的 比如 网址：8080

但是有些系统协议使用固定的端口号，它是不能被改变的，比如139 端口专门用于NetBIOS与TCP/IP之间的通信，不能手动改变。

自己开发时尽量不要使用1024之下的端口，可能会与系统端口冲突。

服务端:

创建socket对象

bind：绑定IP地址和端口

listen：开始监听绑定的IP地址和端口，等待客户端的连接

accept：如果有客户端发起连接，通过accept接受连接请求，连接成功后会复制一个socket出来用于和当前接受连接的客户端进行通信。(服务端最初创建的那个socket只是用来监听并建立连接用的，实际和客户端通信并不是最初的socket，而是在accept这一步会自动创建一个新的socket出来和客户端通信。)

read/write：使用新的socket读写数据

close：关闭socket，如果关闭的是服务端的监听socket，则无法接收新的连接，但是已经创建的和客户端的连接不会被关闭。

客户端:

创建socket对象

connect：连接服务端，连接成功后系统会自动分配端口

read/write：连接成功后，就可以进行数据的读写了，这里读写使用的socket还是第一步创建的socket对象。

close：关闭连接。

如果收到了长度为0的数据，则代表远程socket关闭了连接。

服务器:

创建socket对象

bind：绑定IP和端口，用于接收数据（注意这里绑定完就可以直接接收数据了，并不需要等待连接）

read/write：读写数据

客户端:

创建socket对象

read/write：读写数据，不需要先建立连接，直接给对应的IP+端口发送数据即可。

由于没有建立连接以及连接的保障，UDP在传输效率上会很高

UDP有一个功能是TCP所不具备的，那就是广播功能（UDP可以将消息发送到在同一广播网络上的每个主机 CS、魔兽争霸局域网对战）。

HTTP/HTTPS(比http更安全):小游戏 网页 间歇性发送链接 偶尔延迟。

TCP长连接： 卡牌游戏 某些mmo 客户端和服务器都可以独立发包 偶尔延迟

UDP：动作游戏 mmo q战 客户端和服务器都可以独立发包 无法接受延迟

可以混合使用你的MMO客户端也许首先使用HTTP去获取上一次的更新内容，然后使用UDP跟游戏服务器进行连接。

现在也有kcp 就是tcp和udp结合 快速安全可靠

简单直接的长连接

可靠的信息传输

数据包的大小没有限制

坑多 断线检测、慢速客户端响应阻塞数据包，对开放连接的各种dos攻击，阻塞和非阻塞IO模型

丢包会有阻塞机制(一般是重发 tcp相反) 所以手机游戏ping跳1000就这个原因

只使用一个socket进行通信

快速

基于数据包构建

灵活 多种方式处理延迟

很多东西没有要自己构建

不可靠

丢包

客户端直接开始进行计算而不等待服务端确认是一种典型的隐藏延迟的技术(容易被抓包篡改)。

我们到底是使用TCP还是UDP取决于我们能否隐藏延迟。

比如TCP 在棋牌 卡牌游戏 卡1S无所谓 在动作游戏moba游戏就很致命

可靠的UDP/kcp和TCP不一样，要去实现一个特殊的阻塞控制，而且还要保证可靠性，也可以使用许多支持可靠通信的UDP库，但是库一般为了通用会降低某种新能，自己根据项目情况写可以发挥到极致

如果不知道用什么就TCP

我们在前几期的文章中曾经给大家简单介绍了关于网络编程中不同协议的使用情况与运行的原理问题。今天北京IT培训就继续来了解一下，关于网络编程中不同协议的状态连接问题。

1、为什么建立连接协议是三次握手,而关闭连接是四次挥手呢

这是因为服务端的LISTEN状态下的SOCKET收到SYN的请求连接时,可以把ACK和SYN(ACK起应答作用,而SYN起同步作用)放在一个报文里一起发送但是关闭连接时,当收到对方的FIN报文通知时,它仅仅表示对方没有数据发送了,但是另一方未必所有的数据都全部发送完全了,所以可能不会立马关闭SOCKET,也即你可能还需要发送一些数据给对方之后,再发送FIN报文给对方表示你同意现在关闭连接了,所以这里的

2、ACK报文和FIN报文是分开发送的

为什么不能用两次握手进行连接

在三次握手中,总共需要完成两个重要的功能,既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已经准备好),也要允许双方就初始序列号进行协商,这个序列号在握手过程中被发送和确认

现在把三次握手改成仅需要两次握手,是可能会发生死锁的考虑计算机客户端和服务端之间的通信,假定客户端给服务端发送一个连接请求分组,服务端收到了这个分组,并发送了确认应答分组按照两次握手的协定,服务端认为链接已经成功的建立了,可以开始发送数据分组可是,客户端在服务端的应答分组在传输中被丢失的情况下,将不会知道服务端是否已准备好,不知道服务端建立什么样的序列号,客户端甚至会怀疑服务端是否收到自己的连接请求分组在这种情况下,客户端认为连接还未建立成功,将忽略服务端发来的任何数据分组,只等待连接确认应答分组而服务端在发出的数据分组超时后,重复发送同样的数据分组,就形成了死锁

3、为什么TIME_WAIT状态需要等2MSL后才能返回到CLOSED状态

什么是MSLMSL即MaximumSegmentLifetime,也就是报文大生存时间'MSL是任何报文段被丢弃前在网络内的长时间'那么,2MSL也就是这个时间的两倍,当TCP连接完成四个报文段的交换时,主动关闭的一方将继续等待一定时间(2-4)分钟,即使两端的应用程序结束

4、为什么需要2MSL呢

一,虽然双方都同意关闭连接了,而且握手的四个报文也都协调和发送完毕,按理可以直接回到CLOSED状态(就好比从SYN_SEND状态到ESTABLISH状态那样);但是因为对方处于LAST_ACK状态下的SOCKET可能会因为超时未收到ACK报文,而重发FIN报文,所以这个TIME_WAIT状态的作用就是用来重发可能丢失的ACK报文

二,报文可能会被混淆,意思是说其他时候的连接可能会被当做本次的连接

当某个连接的一端处于TIME_WAIT状态时,该连接将不能再被使用事实上,对于我们比较有现实意义的是,这个端口将不能再被使用某个端口处于TIME_WAIT(其实应该是这个连接)状态时,这意味着这个TCP连接并没有断开(完全断开),那么如果你bind这个端口,就会失败对于服务器而言,如果服务器突然crash掉了,那么他将无法在2MSL内重新启动,因为bind会失败解决这个问题的一个方法就是设置SOCKET的SO_REUSEADDR选项这个选项意味着可以重用一个地址

当建立一个TCP连接时,服务端会继续用原有端口,同时用这个端口与客户端通信而客户端默认情况下会使用一个随机端口与服务端的端口通信有时候,为了服务端的安全性,我们需要对客户端进行验证,即限定某个IP的某个特定端口的客户端客户端可以使用bind来使用特定的端口对于服务端,当设置了SO_REUSEADDR选项时,它可以在2MSL内启动并listen成功但是对于客户端,当使用bind并设置SO_REUSEADDR时,如果在2MSL内启动,虽然bind会成功,但是在windows平台上connect会失败而在linux是哪个不存在这个问题