网络编程复习提纲

TCP/IP包括两个协议，即传输控制协议（Transfer Control Protocol，TCP）和网际协议（Internet Protocol，IP），
TCP/IP协议族。

该协议族分为四个层次：链路层、网络层、传输层和应用层
在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议）、ICMP协议（因特网控制报文协议）和IGMP协议（因特网组管理协议）。

传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的数据通信，它分为两个协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。

TCP提供有质量保证的端到端的数据传输。

若传输层使用TCP协议，则该层负责数据的分组、质量控制和超时重发等，对于应用层来说，就可以忽略这些工作。

UDP则只负责简单地把数据报从一端发送到另一端。

若传输层使用UDP 协议，则数据是否到达、是否按时到达、是否损坏都必须由应用层来控制。

这两种协议各有用途，前者可用于面向连接的应用，后者则在及时性服务中有着重要的用途，如网络多媒体通信等。

（4）应用层
应用层负责处理实际的应用程序细节，主要包括超文本传输协议（HTTP）、简单网络管理协议（SNMP）、文件传输协议（FTP）、简单邮件传输协议（SMTP）、域名系统（DNS）、远程登录协议（Telnet）等。

其中，有些应用层协议是基于TCP来实现的，例如FTP、HTTP 等，有些则是基于UDP来实现的，如SNMP等。

回送地址：在IP地址中，首字节数值为“127”的地址是一个保留地址，称为回送地址。

如：127.0.0.1即为一个回送地址。

该类地址用于网络测试或本机进程间通信。

发送到这种地址的数据报不输出到线路上，而是立即被返回，又当作输入数据报在本机内部进行处理。

例如，常用的“ping”命令，就是发送一个将回送地址作为目的地址的数据报，以测试IP软件能否接受和处理数据报。

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端口绑定（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据也通过该端口输出。

类似于文件描述符，每个端口都拥有一个叫端口号的整数描述符，用来区别不同的端口。

TCP/IP协议使用一个16位的整数来标识一个端口，它的范围是0~65535。

由于TCP协议和UDP协议是两个完全独立的软件模块，因此各自的端口号也相互独立。

如TCP有一个255号端口，UDP也可以有一个255号端口，两者并不冲突。

端口号的分配通常有以下两种方法：
（1）全局分配
这是一种集中分配方式，由一个公认权威的机构根据用户需要进行统一分配，并将结果公布于众。

（2）本地分配
本地分配又称动态连接，即进程需要访问传输层服务时，向本地操作系统提出申请，操作系统返回本地唯一的端口号，进程再通过合适的系统调用，将自己和端口连接起来。

对于每个TCP/IP实现来说，FTP服务器的TCP端口号都是21，每个Telnet服务器的TCP 端口号都是23，每个TFTP（简单文件传送协议）服务器的UDP端口号都是69，HTTP通信的端口号实际上总是80端口等。

.Net框架为网络开发提供了两个顶层命名空间：和System.Web
以上介绍的IP地址类和域名解析类是网络编程中常用的基础类。

下面用一个获取主机名和IP地址的实例来说明上述类的使用方法。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using ;
namespace IPDnsTest
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string strHostName;
//获取本地计算机名称
strHostName = Dns.GetHostName( );
Console.WriteLine("本地计算机名：" + strHostName);
//由本地计算机名称获取本机IP地址
IPHostEntry ipEntry = Dns.GetHostEntry(strHostName);
IPAddress[] addr = ipEntry.AddressList;
//显示本机IP地址
for (int i = 0; i < addr.Length; i++)
{
Console.WriteLine("IP地址[{0}]：{1}", i, addr[i].ToString( ));
Console.WriteLine("地址类型[{0}]：{1}",i,addr[i].AddressFamily.ToString( ));
}
Console.ReadKey( );
}
}
}
套接字有两种不同的类型：流套接字和数据报套接字。

TCP/IP的Socket则提供3种类型的套接字。

1．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，且按发送顺序接收。

内设流量控制，避免数据流超限；数据被看作是字节流，无长度限制。

文件传输协议（FTP）即使用流式套接字。

2．数据报式套接字（SOCK_DGRAM）
提供无连接服务。

数据包以独立包形式发送，不提供无差错保证，数据可能丢失或重复，并且接收顺序混乱。

网络文件系统（NFS）使用数据报式套接字。

3．原始套接字（SOCK_RA W ）
该接口允许对较低层协议，如IP 、ICMP 直接访问。

常用于检验新的协议实现或访问现有服务中配置的新设备。

套接字编程原理
服务器端程序执行步骤如下。

（1）打开一个通信通道并告知本地主机，它愿意在某一地址和端口上接收客户请求。

（2）等待客户请求到达该端口。

（3）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，激活一个新的进程（或线程）来处理这个客户请求。

新进程（或线程）处理此客户请求，并不需要对其他请求作出应答。

服务完成后，关闭此新进程与客户的通信链路，并终止。

（4）返回第二步，等待另一客户请求。

（5）关闭服务器。

与服务器端相对应，客户机执行的计算通常被称为前端处理。

客户机端软件一般由网络接口软件、支持用户需求的应用程序以及实现某些网络功能的实用程序（如电子邮件等）组成。

应用程序软件执行具体的任务，如字处理，电子表格和数据库查询等。

实用程序软件通常执行几乎所有网络用户都要求的标准任务。

网络接口软件提供各种数据传输服务，其执行步骤如下。

（1）打开一个通信通道，并连接到服务器所在主机的特定端口。

（2）向服务器发服务请求报文，等待并接收应答；继续提出请求。

（3）请求结束后关闭通信通道并终止。

根据连接启动的方式以及本地套接字要连接的目标，套接字之间的连接过程可以分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

进程由两个部分组成。

（1）操作系统用来管理进程的内核对象（Kernel object ）。

（2）操作系统用来管理地址的空间。

线程也由两个部分组成。

（1）操作系统用来管理线程的内核对象。

内核对象也是系统用来存放线程统计信息的地方。

（2）另一个是线程的堆栈。

表5.9 IP 套接字定义组合 基础传输协议套接字 Raw Raw
网际消息控制协议套接字 Icmp
Raw 无连接套接字 Udp Dgram 面向连接套接字 Tcp Stream 描 述 ProtocolType 值
System.Threading.Thread类是创建并控制线程，设置其优先级并获取其状态最为常用的类线程的编程
UDP数据报的首部很短，只有8字节，相对于TCP的20字节首部的开销要小很多。

利用SOKET进行服务器与客户端的通信编程。