(C++后台面经)网络编程1

socket编程的概念

socket就是插座（中文翻译成套接字），运行在计算机中的两个程序通过socket建立起一个通道，数据在通道中传输。
socket把复杂的TCP/IP协议族隐藏了起来，对程序员来说，只要用好socktet相关的函数，就可以完成网络编程。

socket的分类

socket提供了流（stream）和数据报(datagram)两种通信机制，即流socket和数据报socket
流socket基于TCP协议，是一个有序、可靠、双向字节流的通道，传输数据不会丢失或错乱。UDP不是一个可靠的协议，对数据的长度有限制，但是它的效率比较高。
某些应用层协议，出于历史原因，受当时技术和网络条件限制，选择了基于UDP实现，其选择的理由现在很可能已经不再成立了。
实时的音视频聊天可能采用的是UDP，这种业务可以接受数据的丢失且不必重传。
本专题视频只介绍流socket，数据报socket的应用场景实在太少，以后可能更少。

网络大体模块

1.计算机网络概念七层模型和四层模型协议(tcp/ip) mac地址 ip地址 port子网掩码
2.数据包的一个组包和拆包流程 tcp/udp特点
3.udp编程编程准备(字节序端口 ip大小端转化的函数) udpAPI 发送接受数据
4.udp-tftp编程 udp广播
5. tcp编程客户端和服务器编写流程三次握手和四次挥手
6. tcp高并发服务器多进程多线程服务器 select poll epoll实现的tcp服务器 epoll+线程池
7. 网络通信过程(了解)
8.原始套接字自己组底层的数据包收一帧完整的数据包
9.http协议 web-html 编写web服务器

计算机网络发展简史

最早的广域网

在通信双方或多方之间，通过电路交换建立电路连接的网络

电路交换网特点

1.建立链接->使用链接->释放链接
2.物理通路被通信双方独占
计算机数据是突发式出现在数据链路上的，而电路交换网的建立链接、使用链接、释放链接的三个过程使得传输效率太低，故电路交换不适合传输计算机数据。

计算机网络的要求

美国1958年1月7日成立ARPA（美国高级研究计划署）
1.不是为了打电话
2.结构简单，可靠的传输数据
3.能够连接不同种类的计算机
4.所有网络节点同等重要
5.必须有冗余的路由

分组交换

通过标有地址的分组进行路由选择传输数据，使通信通道仅在传送期间被占有的一种交换方式分组的组成：
报文切分成组，每个分组都由首部和数据报组成。

交换方式

存储转发
节点收到分组，先暂时存储下来，再检查其首部，按照首部种的目的地址，找到合适的节点转发出去
特点：
1.以分组为传输单位
2.独立的选择转发路由
3.逐段占用，动态分配传输带宽

因特网发展史

从单个ARPANET向因特网发展的过程
1983年TCP/IP协议成为ARPANET的标准协议

三级结构的因特网

（NSFNET 国家科学基金网）
围绕六台大型计算机中心建设起来的计算机网络
主干网、地区网、校园网

多级结构的因特网

NSFNET逐步被商用因特网主干网替代

TCP/IP协议简介（簇）

为了使各种不同的计算机之间可以互联，ARPANET制定了一套计算机通信协议，即TCP/IP协议（簇）

分层结构

OSI的七层模型
物理层：各种网络接口（双绞线）的类型，传输速率等等的一些物理特性
数据链路层：负责对数据帧的收发
网络层：使数据包能够最大可能的到达目的主机
传输层：数据包和程序通信的桥梁
会话层：保持连接的
表示层：数据解压缩解码等等
应用层：应用程序
TCP/IP的4层模型
链路层：设备对设备的收发
网络层：主机到主机的数据收发
传输层：进程到进程的数据收发
应用层：应用程序

应用层协议：
FTP:文件传输协议
TFTP：简单文件传输协议
HTTP：超文本传输协议
SSH:
TELNET:
…
传输层协议：
TCP:传输控制协议
UDP:用户数据报协议

网络层协议：
IP:因特网互联协议
ICMP:因特网控制报文协议
IGMP:因特网组管理协议

链路层协议：
ARP:地址解析协议作用：通过IP找mac地址
RARP:反向地址解析协议作用:通过mac地址找IP

MAC地址、IP地址、Netmask、端口

网卡、MAC地址

网络适配器，用来发送接受数据的，将模拟信号转成数据信号
每块网卡都有一个全球唯一的标识id
这个全球唯一的标识id号就是我们所说的MAC地址
MAC地址是 48b 6字节
MAC地址是用来标识网卡的物理地址不能改变

IP地址

用来标识主机或网卡的一个虚拟ip
ip地址 ipv4 32b ipv6 128b
ip地址分为2部分：主机id，子网id
子网掩码：连续1或连续0组成，结合ip一起使用，单独存在无意义
主机id全为0的是网段地址
主机id全为1的是广播地址
网关：也是一块网卡，也占有一个该网段的ip地址，一般网关负责将数据转发到外网

IP地址分类

公有IP：可直接连接Internet，经由InterNIC所统一规划的IP
私有IP：不可直接连接Internet，主要用于局域网络内的主机联机规划

回环IP地址

通常127.0.0.1 称为回环地址
功能：
主要是测试本机的网络配置，能ping通127.0.0.1说明本机的网卡和IP协议安装都没有问题
注意：
127.0.0.1-127.255.255.254中的任何地址都将回环到本地主机中
不属于任何一个有类别地质类，它代表设备的本地虚拟接口

端口

port 2字节（0 - 65535）
端口在整个系统中是唯一的，可以重用
port 每一个网络应用程序必须有一个端口用来标识这个应用程序
知名端口：0-1023
动态端口：1024-65535

学习来源：bilibili的C语言技术网、千峰物联网学科linux网络编程