网络编程基础知识点

首先先看一张计算机网络示意图，如下所示： 这两台计算机要完成一次通信需要具备三个元素，端口号，IP地址，通信协议，下面根据这三个元素展开。

IP地址

IP地址就是通常是点分十进制来表示，形式如“10.111.193.254”，它具有全球唯一性，表示通信身份地址。

通信协议

只有使用相同的规则，两个计算机才能完成网络间的通信，主要有两种协议：一个是国际标准组织定义的OSI七层模型，一个是TCP/IP模型，两个模型如下图所示。

传输控制协议TCP

TCP是面向连接的可靠的传输协议，利用TCP协议进行通信时，首先要通过三步握手，以建立通信双方的连接，一旦连接建立好，就可以进行通信了。

TCP提供数据确认和数据重传的机制，保证了发送的数据一定能够到达通信的对方。对于数据完整性要求高的场合，就应该采用TCP协议。比如从网络上下载安装程序。

用户数据报协议UDP

UDP是无连接的、不可靠的传输协议。采用UDP进行通信时，不需要建立连接，可以向一个IP地址发送数据，但不能确定一定能收到。

由于UDP协议不需要建立协议，而且没有数据确认和重传机制，因此实时性较高，比如视频会议。

端口号

为了标识通信实体中的应用程序，TCP/IP协议提出了端口的概念，端口号用一个整型标识符来表示，它和协议相关，不同协议有之间端口号是相互隔离的。

端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。应用程序通过系统调用与某个端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相对应的应用程序所接收；相反的应用程序所发出的数据也从这个端口传出。

我们编写的应用程序的端口号都需要在1024以上，范围是0~65535，1024以下是给预定义的服务使用的。比如http是80端口。

网络字节顺序

由于不同的计算机采用的架构不同，有大端模式和小端模式的，为了在网络中不同主机间进行通信，统一采用网络字节序，也就是大端模式。

客户/服务器模式

在TCP/IP网络应用程序中，通信的两个进程主要采用的模式是客户机/服务器模式(C/S模式)；需要服务端先启动，客户端发起请求，先启动的一端叫做服务端，根据请求提供相应的服务。

C/S模式在操作过程中采取的是主动请求模式；首先需要服务器方先启动，根据请求提供不同的服务，总体流程如下：

服务端：

创建一个socket并告诉本地主机，它愿意在某一地址和端口上接收客户请求。等待客户请求到达该接口。接收到重复服务请求，处理该请求并发送应答信号；接收到并发服务请求时，要激活一个新的进程或者线程来处理这个客户请求，这个新进程（或者线程）是针对某个客户的请求，不需要处理其他客户请求。服务完成后，关闭这个进程（或者线程）与客户的通信链路。返回第二步，等待另一个请求到达。

客户端：

创建一个socket并设置需要连接到的端口号和IP地址。向服务器发送请求报文，等待并接受应答报文。请求结束后关闭通信链路。

套接字

套接字(socket)存在于通信区域中，目前window socket只支持一个通信区域：网际遇（AF_INET）；

socket可以认为是一个通信的实体，在客户端需要创建socket，服务器端也需要创建socket；并且C/S模式是一对多的，客户端发起一个请求，服务器接受一个请求后，需要创建新的socket用于本次与客户端的通信，服务器最开始创建的套接字继续用于监听新的请求。

套接字类型

流式套接字（SOCK_STREAM）

提供面向连接、可靠的数据传输服务，数据无差错、无重复的发送，且按照顺序接收。流式套接字是基于TCP协议实现的。

数据报套接字（SOCK_DGRAM）

提供面向无连接服务。数据包以独立包形式发送，不提供无错保证，数据可能丢失或者重复，并且接收顺序不保证顺序。数据报套接字是基于UDP协议实现的。

原始套接字（SOCK_RAW）

我们在使用socket函数创建socket时，type是指套接字的类型。

SOCKET WSAAPI socket( int af, int type, int protocol );