Linux 网络基础概念

news2024/11/22 11:42:41

文章目录

  • 一、初始协议
    • 1、理解
    • 2、协议分层
    • 3、软件分层
    • 4、OSI七层模型
    • 5、TCP/IP五层模型
  • 二、再识协议
    • 1、为什么要有TCP/IP协议
    • 2、什么是TCP/IP协议
    • 3、TCP/IP协议与操作系统的关系(宏观上,怎么实现的)
  • 三、网络传输基本流程
    • 1、mac地址
    • 2、TCP/IP协议通信的过程
      • 网络协议的共性:
    • 3、认识IP地址
      • IP地址 vs Mac地址
      • 网络通信的宏观路径
  • 四、Socket编程
    • 1、理解IP和Mac
    • 2、端口号Port
      • 进程已经有了唯一标识的Pid,为什么还要用端口号来进行唯一标识进程呢?
    • 3、传输层代表
      • (1)、认识TCP协议
      • (2)、认识UDP协议
    • 4、网络字节序
    • 5、socket编程接口
      • (1)Udp
        • 创建套接字socket
        • 绑定端口bind
        • 接收消息recvfrom
        • 发送消息sendto
      • (2)Tcp
          • 开始监听 socket (TCP, 服务器)listen
          • 接收请求 (TCP, 服务器)accept
          • 建立连接 (TCP, 客户端)connet
      • (3)**socketaddr结构**

一、初始协议

1、理解

  • 协议是一种约定。(二进制)

举例子:打电话约定电话铃响的次数(响一声是…、响两声是…)

  • 不过光是这样是不够的,还需要更加细致的规定。(语言)

举例子:同样是1 + 1 = 2, 在不同的国家之间,因为语言的不同,表达方式可能不同。

定协议的人和实现的人可能是两批人。

2、协议分层

协议本身也是软件,是层状结构

3、软件分层

分层可以实现解耦合,让软件的成本更低。

4、OSI七层模型

会话层、表示层、应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

5、TCP/IP五层模型

应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层

二、再识协议

1、为什么要有TCP/IP协议

本质就是通信主机的距离变远了。

2、什么是TCP/IP协议

TCP(传输层)IP(网络层)

计算机内部都是存在协议的。

TCP/IP是一种解决方案。

TCP/IP协议能分层是因为问题的本身就是分层的。

3、TCP/IP协议与操作系统的关系(宏观上,怎么实现的)

网络协议栈必须相同

image-20240909234739723

所谓协议, 就是通信双方都认识的结构化的数据类型。

因为协议栈是分层的, 所以, 每层都有双方都有协议, 同层之间, 互相可以认识对方的协议。

三、网络传输基本流程

1、mac地址

唯一标识主机:mac地址。

  • mac地址用来标识数据链路层中相连的节点。

  • mac地址在网卡出厂的时候就确认了,不能修改,mac地址通常是唯一。

  • 在以太网中,任何时刻,只允许一台机器向网络中发送数据。

    如果有多态同时发送,会发生数据干扰,我们成为数据碰撞。

    所有发送数据的主机要继承碰撞检测和碰撞检测。

    在没有交换机的情况下,一个以太网就是一个局域网。

    局域网通信的过程中, 主机对收到的报文确认是否是发给自己的, 是通过目标mac 地址判定。

2、TCP/IP协议通信的过程

image-20240910103858833

image-20240910103910112

image-20240910103948124

  • 报文 = 报头 + 有效载荷。—> 栈结构
  • 数据在网络中发送的时候,一定最终要在硬件上跑。

网络协议的共性:

1、报头和有效载荷分离的问题 — 解包

2、除了应用层,每一层协议,都必须解决一个问题,自己的有效载荷,应该要交给上层的哪一种协议 — 分用。

image-20240910104239761

3、认识IP地址

  • IP地址是在IP协议中,用来标识不同主机的地址。(IPv4,32位,4字节的整数)
  • IP地址用点分十进制表示。
  • 网络层(就是IP层)向上(包括网络层)看到的所有的报文都是一样的,都至少是IP报文。
  • IP可以屏蔽底层网络的差异!
  • 所有的网络都是IP网络。

image-20240910104502765

IP地址 vs Mac地址

IP地址是报文的目的地。

Mac地址是报文的途径地。

image-20240910105306585

网络通信的宏观路径

image-20240910105452372

四、Socket编程

1、理解IP和Mac

Mac地址只在局域网内有效,标识局域网中主机的唯一性。

IP在网络中,用来标识主机的唯一性。

数据传输到主机不是目的,而是手段。到达主机内部,再交给主机内的进程才是目的。

传输层协议(TCP、UDP)中源端口、目的端口,描述数据是谁发的,要发给谁。

2、端口号Port

  • 端口号是一个2字节,16位的整数。用来表示一个主机内部的唯一进程
  • IP + Port = 网络中唯一的进程!
  • 网络通信的本质就是进程间通信。
  • 服务端启动的时候,就一定要和一个port关联起来。

image-20240910110506598

进程已经有了唯一标识的Pid,为什么还要用端口号来进行唯一标识进程呢?

为了保证系统和网络进行解耦!当底层pid部分发生更改了,也不影响网络通信。

  • 同主机内部:两个进程通信,要看到同一个资源,进程具有独立性。
  • 不同主机内部:两个进程通信,看到同一个资源(网络),进程具有独立性。

进程都有pid,但是不是所有的进程都需要网络通信,只有需要网络通信的进程才会有端口号。

3、传输层代表

image-20240910110616833

(1)、认识TCP协议

特点:

  • 传输层协议
  • 有连接
  • 可靠传输
  • 面向字节流

(2)、认识UDP协议

特点:

  • 传输层协议
  • 无连接
  • 不可靠传输
  • 面向数据报

4、网络字节序

都知道计算机有大小端之分,那如何保证大小端之间的计算机之间能进行正常通信呢?

规定在网络中传输的数据以大端形式发送。

小端存储:小小小(小端存储、低地址、低字节)

大端存储:大大小(大端存储、高地址、低字节)

#include <arpa/inet.h>
// h--->host:本主机
// n--->net:网络
uint32_t htonl(uint32_t hostlong); // 将hostlong的32位无符号整数转化为网络字节序
uint32_t ntohl(uint32_t netlong); // 将netlong的32位无符号整数转化为主机字节序
uint16_t htons(uint16_t hostshort); // 将hostshort的16位无符号整数转化为网络字节序
uint16_t ntohs(uint16_t netshort); // 将netshort的16位无符号整数转化为主机字节序

5、socket编程接口

(1)Udp

创建套接字socket
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int socket(int domain, int type, int protocol);

image-20240910112445994

绑定端口bind
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr,
 socklen_t addrlen);
// 返回值:成功返回0, 失败返回-1,设置errno
---------------------------------------------
#include <netinet/in.h>

struct sockaddr_in {
    sa_family_t    sin_family; // 地址族,通常是 AF_INET
    uint16_t       sin_port;   // 端口号
    struct in_addr sin_addr;   // IP 地址
};

struct in_addr {
    uint32_t s_addr; // IP 地址
};

// 填充sockaddr
struct sockaddr_in local;
memset(&local, 0, sizeof(local));//先置空
local.sin_family = AF_INET;
local.sin_port = htos(_localport);
//local.sin_addr.s_addr = inet_addr(_localip.c_str())// 需要4字节IP,需要网络序列的IP,不建议
inet_pton(AF_INET, _localip.c_str(), &local.in_addr); // 建议
// 将字符串IP地址转化为网络字节序
int inet_pton(int af, const char *src, void *dst); 
in_addr_t inet_addr(const char *cp);
// 将网络字节序IP地址转化成字符串
const char *inet_ntop(int af, const void *src, char *dst, socklen_t size);
char *inet_ntoa(struct in_addr in);

image-20240910113941308

接收消息recvfrom
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>

ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags, struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);

image-20240910114013544

发送消息sendto
ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags, const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);

image-20240910114057772

(2)Tcp

socket,bind和Udp同理。

开始监听 socket (TCP, 服务器)listen
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int listen(int socket, int backlog);
// 这个backlog我设置为8
// 成功返回0,失败返回-1且错误码被设置

image-20240910114533765

接收请求 (TCP, 服务器)accept
#include <sys/types.h> 
#include <sys/socket.h>
int accept(int socket, struct sockaddr* address, socklen_t* address_len);

image-20240910115312062

建立连接 (TCP, 客户端)connet
#include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

image-20240910115417388

(3)socketaddr结构

为了使用同意一套接口既能实现网络通信又能实现本主机通信,所以设计了一个socketaddr结构体,接口中使用socketaddr,但是传的是struct sockaddr_in、struct sockaddr_un。—这种结构,也就是C语言版的多态。

image-20240910115548452

谢谢大家!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/2123394.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

Django 模型索引的创建

在 Django 中&#xff0c;索引是优化数据库查询性能的重要工具。Django 提供了多种方式来为模型字段创建索引&#xff0c;比如通过字段选项或直接在模型的 Meta 类中定义。下面详细介绍如何在 Django 中为模型创建索引。 1、问题背景 在 Django 中&#xff0c;当我们需要对模型…

浅谈人工智能之Python调用AutoGen Studio SDK

浅谈人工智能之Python调用AutoGen Studio SDK 引言 在之前的文档中我们讲解了如何搭建AutoGen Studio环境以及基于AutoGen Studio构建AI Agent并且进行执行。 今天我们介绍如何通过Python调用AutoGen Studio提供的SDK来运行workflow,即AI Agent。 实例说明 第一步:我们使…

国产ERT/ECT工业电阻/电容层析成像系统在多相流领域的应用

层析成像技术&#xff0c;是通过射线扫描与反演计算&#xff0c;重建物体内部结构的图像&#xff0c;广泛应用于工业领域。其中&#xff0c;电学成像技术作为层析成像的重要分支&#xff0c;具备无辐射、响应快、成本低等优势。它通过对被测物体施加电学激励并检测边界测量值变…

计算机专业选题推荐-基于uniapp的共享电子图书管理微信小程序

&#x1f496;&#x1f525;作者主页&#xff1a;毕设木哥 精彩专栏推荐订阅&#xff1a;在 下方专栏&#x1f447;&#x1f3fb;&#x1f447;&#x1f3fb;&#x1f447;&#x1f3fb;&#x1f447;&#x1f3fb; 实战项目 文章目录 实战项目 一、基于uniapp的共享电子图书管…

linux驱动学习笔记(linux驱动头文件说明) include asm等目录下头文件功能_在linux中文件中的include表示什么

#include<linux/device.h>//包含了device、class 等结构的定义 #include <linux/io.h>//包含了ioremap、iowrite等内核访问IO内存等函数的定义。 #include<linux/miscdevice.h>//包含了miscdevice结构的定义及相关的操作函数。 #include<linux/interru…

NLTK:一个强大的自然语言处理处理Python库

我是东哥&#xff0c;一名热爱技术的自媒体创作者。今天&#xff0c;我将为大家介绍一个非常有趣且强大的Python库——NLTK。无论你是刚刚接触Python的小白&#xff0c;还是对自然语言处理&#xff08;NLP&#xff09;有些许了解的朋友&#xff0c;NLTK都是一个值得学习的工具。…

web项目如何部署到服务器上并运行呢?——使用Tomcat插件

三、使用Tomcat插件 这种方式是在web项目种集成tomcat&#xff0c;所以不用部署web项目了&#xff0c;只需要直接启动服务器就可以了。 1、集成tomcat插件 &#xff08;1&#xff09;在pom.xml文件中添加tomcat插件&#xff1a; <build><plugins><!--Tomcat…

2024 全新智能识别 API 接口震撼登场

近年来&#xff0c;随着人工智能技术的快速发展&#xff0c;智能识别技术逐渐成为了各个领域的热门应用。在这个大背景下&#xff0c;2024 年的全新智能识别 API 接口横空出世&#xff0c;为我们的生活带来了更多的便利。本文将为大家详细介绍这个全新智能识别 API 接口&#x…

Linux之Shell命令

Shell 是一个 C 语言编写的脚本语言&#xff0c;它是用户与 Linux 的桥梁&#xff0c;用户输入命令交给 Shell 处理&#xff0c;Shell 将相应的操作传递给内核&#xff08;Kernel&#xff09;&#xff0c;内核把处理的结果输出给用户。 程序执行方式&#xff1a;编译、解释 Sh…

vue国际化vue-i18n搭配i18n-ally实现多语言国际化

i18n-ally 是一款 VS Code 插件&#xff0c;为开发者提供了一套强大而简便的工具&#xff0c;以轻松实现国际化&#xff08;i18n&#xff09;。本文将介绍如何使用 i18n-ally 插件&#xff0c;实现应用程序的多语言支持。 一:安装vscode插件。 首先&#xff0c;在 Visual Stu…

JVM 体系与结构

目录 一次编译导出运行 JVM不只是虚拟机, 更是一个平台 虚拟机? Java虚拟机? JVM在计算机系统中所处的位置 JVM的体系结构 Java代码的执行流程 JVM生命周期 一次编译导出运行 在以前, java是编程语言里面的巨头: 在tiobe里面的排名如下: 但是随着大数据以及人工…

【南京工业大学主办,JPCS出版】自动化、电气控制系统与设备

&#x1f308;2024年自动化、电气控制系统与设备国际学术会议&#xff08;AECSE 2024&#xff09;是致力于将“自动化与电气”领域的专家学者、研发者和技术人员汇集一堂的国际盛会。会议将于2024年10月18-20日在中国南京举行。 &#x1f308;会议的主旨是为相关领域的从业者及…

算法练习题19——leetcode141环形链表

题目描述 给你一个链表的头节点 head &#xff0c;判断链表中是否有环。 如果链表中有某个节点&#xff0c;可以通过连续跟踪 next 指针再次到达&#xff0c;则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环&#xff0c;评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置&a…

利用R语言进行头条主页内容的自动化下载

对于互联网内容的自动化抓取&#xff0c;R语言提供了强大的工具和库来帮助我们实现这一目标。本文将介绍如何使用R语言进行头条主页内容的自动化下载&#xff0c;包括必要的库安装、代理服务器的配置、HTTP请求的发送、内容的解析和保存。 R语言简介 R语言是一种用于统计计算…

vue3开发uniapp转字节小程序注意事项

vue3开发uniapp转字节小程序注意事项 1.provide-inject 跨层通信不支持问题2.不能自定义头部&#xff0c;需要去申请 开发相关地址 1.抖音开放平台 2.开发者平台 项目本身是vue3tsuniapp写的微信小程序&#xff0c;因产品需求要转换成抖音小程序 1.provide-inject 跨层通信不支…

树莓派3B点灯(1)-- 四种方法

先做个简单一丢丢的吧。。。正好最近工作也要用这个。这次直接给够四种方法&#xff0c;给好给满。分别是Python点&#xff0c;用户空间配置GPIO点&#xff0c;设备树配置内核Leds驱动点&#xff0c;自己写驱动点。 用的板子是树莓派3B&#xff0c;GPIO 26口&#xff0c;蓝光L…

Linux环境基础开发工具使用(1)

个人主页&#xff1a;C忠实粉丝 欢迎 点赞&#x1f44d; 收藏✨ 留言✉ 加关注&#x1f493;本文由 C忠实粉丝 原创 Linux环境基础开发工具使用(1) 收录于专栏[Linux学习] 本专栏旨在分享学习Linux的一点学习笔记&#xff0c;欢迎大家在评论区交流讨论&#x1f48c; 目录 Linux…

Java实现常见的工厂模式(包含在Springboot中实战开发)

Java实现工厂模式 文章目录 Java实现工厂模式1. 概念2. 工厂模式的三种实现方式2.1 简单工厂模式1.定义产品接口2. 实现具体产品类3. 实现简单工厂类4. 客户端代码5.运行结果 2.2 工厂方法模式1. 定义产品接口2. 实现具体产品类3. 创建工厂接口4. 实现具体工厂类5. 客户端代码6…

Django日志

【图书介绍】《Django 5企业级Web应用开发实战&#xff08;视频教学版&#xff09;》_django 5企业级web应用开发实战(视频教学版)-CSDN博客 《Django 5企业级Web应用开发实战&#xff08;视频教学版&#xff09;》(王金柱)【摘要 书评 试读】- 京东图书 (jd.com) Django 5框…

构建安全畅通的道路网络:EasyCVR视频汇聚平台在道路监控中的创新应用

随着城市化进程的加速和交通流量的不断增加&#xff0c;道路监控已成为确保交通安全、维护社会秩序的重要手段。道路上的监控摄像头多种多样&#xff0c;大致可以分为这几类&#xff1a;交通道路监控、治安监控、路口违章监控&#xff0c;以及车辆测速监控等。基于智慧交通的需…