16 . Go之网络编程

互联网的本质

两台计算机之间的通讯与两我的打电话原理是同样的.html

# 1. 首先要经过各类物理链接介质链接
# 2. 找准确对方计算机(准确到软件)的位置
# 3. 经过统一的标准(通常子协议)进行数据的转发

# 物理链接介质,这个是网络工程师所考虑的,后面也会给你们简单的讲到,我们主要就是学习这统一的标准。

# 英语成为世界上全部人通讯的统一标准,若是把计算机当作分布于世界各地的人,那么链接两台计算机之间的internet实际上就是一系列统一的标准,这些标准称之为互联网协议,互联网的本质就是一系列的协议,总称为‘互联网协议’(Internet Protocol Suite).

# 互联网协议的功能:定义计算机如何接入internet,以及接入internet的计算机通讯的标准。

自从互联网诞生以来,如今基本上全部的程序都是网络程序,不多有单机版的程序了.前端

计算机网络就是把各个计算机链接到一块儿,让网络中的计算机能够互相通讯。网络编程就是如何在程序中实现两台计算机的通讯。python

举个例子,当你使用浏览器访问新浪网时,你的计算机就和新浪的某台服务器经过互联网链接起来了,而后,新浪的服务器把网页内容做为数据经过互联网传输到你的电脑上。mysql

因为你的电脑上可能不止浏览器,还有QQ、Skype、Dropbox、邮件客户端等,不一样的程序链接的别的计算机也会不一样,因此,更确切地说,网络通讯是两台计算机上的两个进程之间的通讯。好比,浏览器进程和新浪服务器上的某个Web服务进程在通讯,而QQ进程是和腾讯的某个服务器上的某个进程在通讯。程序员

TCP/IP简介

虽然你们如今对互联网很熟悉,可是计算机网络的出现比互联网要早不少。redis

计算机为了联网,就必须规定通讯协议,早期的计算机网络,都是由各厂商本身规定一套协议,IBM、Apple和Microsoft都有各自的网络协议,互不兼容,这就比如一群人有的说英语,有的说中文,有的说德语,说同一种语言的人能够交流,不一样的语言之间就不行了。sql

为了把全世界的全部不一样类型的计算机都链接起来,就必须规定一套全球通用的协议,为了实现互联网这个目标,互联网协议簇(Internet Protocol Suite)就是通用协议标准。Internet是由inter和net两个单词组合起来的,原意就是链接“网络”的网络,有了Internet,任何私有网络,只要支持这个协议,就能够联入互联网。数据库

由于互联网协议包含了上百种协议标准,可是最重要的两个协议是TCP和IP协议,因此,你们把互联网的协议简称TCP/IP协议。django

通讯的时候,双方必须知道对方的标识,比如发邮件必须知道对方的邮件地址。互联网上每一个计算机的惟一标识就是IP地址,相似123.123.123.123。若是一台计算机同时接入到两个或更多的网络,好比路由器,它就会有两个或多个IP地址,因此,IP地址对应的其实是计算机的网络接口,一般是网卡编程

​ IP协议负责把数据从一台计算机经过网络发送到另外一台计算机。数据被分割成一小块一小块,而后经过IP包发送出去。因为互联网链路复杂,两台计算机之间常常有多条线路,所以,路由器就负责决定如何把一个IP包转发出去。IP包的特色是按块发送,途径多个路由,但不保证能到达,也不保证顺序到达。

IP地址其实是一个32位整数(称为IPv4),以字符串表示的IP地址如`192.168.0.1`其实是把32位整数按8位分组后的数字表示,目的是便于阅读。

  IPv6地址其实是一个128位整数,它是目前使用的IPv4的升级版,以字符串表示相似于`2001:0db8:85a3:0042:1000:8a2e:0370:7334`。

  TCP协议则是创建在IP协议之上的。TCP协议负责在两台计算机之间创建可靠链接,保证数据包按顺序到达。TCP协议会经过握手创建链接,而后,对每一个IP包编号,确保对方按顺序收到,若是包丢掉了,就自动重发。

  许多经常使用的更高级的协议都是创建在TCP协议基础上的,好比用于浏览器的HTTP协议、发送邮件的SMTP协议等。

  一个TCP报文除了包含要传输的数据外,还包含源IP地址和目标IP地址,源端口和目标端口。

  端口有什么做用?在两台计算机通讯时,只发IP地址是不够的,由于同一台计算机上跑着多个网络程序。一个TCP报文来了以后,究竟是交给浏览器仍是QQ,就须要端口号来区分。每一个网络程序都向操做系统申请惟一的端口号,这样,两个进程在两台计算机之间创建网络链接就须要各自的IP地址和各自的端口号。

  一个进程也可能与多个计算机创建连接,所以他会申请不少端口.

  ​	了解了TCP/IP协议的基本概念,IP地址和端口的概念,咱们就能够开始进行网络编程了。

软件开发架构

CS架构,BS架构

客户端英文名称:Client,

浏览器英文名称:Browser.

服务端英文名称:Server.

C/S架构:基于客户端与用户端之间的架构。例如:QQ、微信、优酷、暴风影音等等。

  • 优势:C/S架构的界面和操做很是丰富知足客户的个性化要求,安全性很容易保证,响应速度较快。
  • 缺点:须要开发客户端和服务器两套程序,开发成本维护成本较高,兼容性差,用户群固定等。

B/S架构:基于C/S架构的一种特殊的C/S架构,浏览器与服务端之间的架构。

  • 优势:分布性强,客户端几乎无需维护,开发简单,共享性强,维护简单方便。
  • 缺点:个性化低,安全性以及响应速度须要花费巨大设计成本。

小结:CS响应速度快,安全性强,通常应用于局域网中,可是开发维护成本高;BS能够实现跨平台,客户端零维护,可是个性化能力低,响应速度较慢。因此有些单位平常办公应用BS,在实际生产中使用CS结构。

# C/S 架构
	C: 客户端
	S: 服务端

# B/S 架构
	B: 浏览器
	S: 服务端
        
# C/S架构:  须要安装一下才能使用
# 		client  客户端:  咱们用的  须要安装的
# 		server	服务端

# B/S架构: 百度 博客园 谷歌 码云
# 		browser	浏览器
# 		server	服务器

# b/s和c/s什么关系?
# B/S架构是C/S架构的一种

# C/S架构的好处
# 	能够离线使用/功能更完善/安全性更好

# B/S架构
# 	不用安装就可使用
# 	统一PC端用户的入口

# 手机端: 好像C/S架构比较火,其实否则,微信小程序,支付宝第三方接口都相似于B/S架构
# 目的都在于统一接口: 汇集用户群

# PC端: BS比较火
# 本质: B/S架构自己也是C/S架构

客户端与服务端概念

# 服务端: 24小时不间断提供服务,谁来我就服务谁
# 客户端: 想体验服务的时候,就去找服务端体验服务

学习网络编程能干什么

# 开发C/S架构的软件

学习并发,数据库,前端能干什么

# 开发B/S架构的软件

网络编程技术起源

# 绝大部分先进技术的兴起基原本自于军事,网络编程这项技术来源于美国军事,为了实现数据的远程传输.

人类实现远程沟通交流的方式

# 插电话线的电话
# 插网线的大屁股电脑
# 插无线网卡的笔记本电脑

# 综上咱们可以总结出第一个规律:要想实现远程通讯第一个须要具有的条件就是: 物理链接介质
# 再来想人与人之间交流,中国人说中文,外国人说外语,
# 那若是想实现不一样国家的人之间无障碍沟通交流是否是得规定一个你们都能听得懂的语言>>>英语
# 再回来看计算机领域,计算机之间要想实现远程通讯除了须要有物理链接介质以外是否是也应该有一套公共的标准?这套标准就是
# >>>OSI七层协议(也叫OSI七层模型)

OSI七层协议(模型)

# 应用层
# 表示层
# 会话层
# 传输层
# 网络层
# 数据链路层
# 物理链接层

# 也有人将其概括为五层
# 应用层
# 传输层
# 网络层
# 数据链路层
# 物理链接层
物理层

物理层由来: 上面提到,孤立的计算机之间要想一块儿玩,就必须接入internet,言外之意就是计算机之间必须完成组网.

物理层功能: 主要是基于电路特性发送高低电压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0

# 实现计算机之间物理链接,传输的数据都是010101的二进制
# 电信号工做原理: 点只有高低电平

光纤

双绞线

数据链路层

数据链路层由来: 单纯的电信号0和1没有任何意义,必须规定电信号多少位一组,每组什么意思.

数据链路层的功能: 定义了电信号的分组方式

以太网协议

早期的时候各个公司都有本身的分组方式,后来造成了统一的标准,即以太网协议ethernet

ethernet规定

一组电信号构成一个数据豹,叫作‘帧’

每一数据帧分红:报头head和数据data两部分

Head Data
报头 数据
# head包含:(固定18个字节)
    # 发送者/源地址,6个字节
	# 接收者/目标地址,6个字节
	# 数据类型,6个字节
    
# data包含: (最短46字节,最长1500字节)
	# 数据包的具体内容
# head长度 + data长度 = 最短64字节,最长1518字节,超过限制就分片发送

mac地址

head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internet的设备都必须具有网卡,发送端和接收端的地址即是指网卡的地址,即mac地址

mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上一个世界惟一的mac地址,长度为48位2进制,一般由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)

广播

有了mac地址,同一网络内的两台主机就能够通讯了(一台主机经过arp协议获取另一台主机的mac地址)

ethernet采用最原始的方式,广播的方式进行通讯,即计算机通讯基本靠吼

# 1. 规定了二进制数据的分组方式
# 2. 规定了只要是接入互联网的计算机,都必须有一块网卡
# 网卡上刻有世界惟一的编号
# 每块网卡出厂时都会被烧制上一个世界上惟一的mac地址
#  长度为48位2进制,一般由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号)   
#  咱们管网卡上刻有的编号叫电脑的>>>mac地址  
#  —–>上面的两个规定其实就是 “以太网协议”!

# 基于以太网协议通讯: 通讯基本靠吼!!!  弊端: 广播风暴
# 交换机: 若是没有交换机,你的电脑就变成了马蜂窝,有了交换机吼,全部的电脑只须要一个网卡链接交换机,便可实现多台电脑之间物理链接
网络层

网络层由来:有了ethernet、mac地址、广播的发送方式,世界上的计算机就能够彼此通讯了,问题是世界范围的互联网是由

一个个彼此隔离的小的局域网组成的,那么若是全部的通讯都采用以太网的广播方式,那么一台机器发送的包全世界都会收到,

这就不只仅是效率低的问题了,这会是一种灾难

上图结论:必须找出一种方法来区分哪些计算机属于同一广播域,哪些不是,若是是就采用广播的方式发送,若是不是,

就采用路由的方式(向不一样广播域/子网分发数据包),mac地址是没法区分的,它只跟厂商有关

网络层功能:引入一套新的地址用来区分不一样的广播域/子网,这套地址即网络地址

IP协议:

  • 规定网络地址的协议叫ip协议,它定义的地址称之为ip地址,普遍采用的v4版本即ipv4,它规定网络地址由32位2进制表示
  • 范围0.0.0.0-255.255.255.255
  • 一个ip地址一般写成四段十进制数,例:172.16.10.1

ip地址分红两部分

  • 网络部分:标识子网
  • 主机部分:标识主机

注意:单纯的ip地址段只是标识了ip地址的种类,从网络部分或主机部分都没法辨识一个ip所处的子网

例:172.16.10.1与172.16.10.2并不能肯定两者处于同一子网

子网掩码

所谓”子网掩码”,就是表示子网络特征的一个参数。它在形式上等同于IP地址,也是一个32位二进制数字,它的网络部分所有为1,主机部分所有为0。好比,IP地址172.16.10.1,若是已知网络部分是前24位,主机部分是后8位,那么子网络掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,写成十进制就是255.255.255.0。

知道”子网掩码”,咱们就能判断,任意两个IP地址是否处在同一个子网络。方法是将两个IP地址与子网掩码分别进行AND运算(两个数位都为1,运算结果为1,不然为0),而后比较结果是否相同,若是是的话,就代表它们在同一个子网络中,不然就不是。

好比,已知IP地址172.16.10.1和172.16.10.2的子网掩码都是255.255.255.0,请问它们是否在同一个子网络?二者与子网掩码分别进行AND运算,

172.16.10.1:10101100.00010000.00001010.000000001

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

172.16.10.2:10101100.00010000.00001010.000000010

255255.255.255.0:11111111.11111111.11111111.00000000

AND运算得网络地址结果:10101100.00010000.00001010.000000001->172.16.10.0

结果都是172.16.10.0,所以它们在同一个子网络。

总结一下,IP协议的做用主要有两个,一个是为每一台计算机分配IP地址,另外一个是肯定哪些地址在同一个子网络。

ip数据包

ip数据包也分为head和data部分,无须为ip包定义单独的栏位,直接放入以太网包的data部分

head:长度为20到60字节

data:最长为65,515字节。

而以太网数据包的”数据”部分,最长只有1500字节。所以,若是IP数据包超过了1500字节,它就须要分割成几个以太网数据包,分开发送了。

以太网头 ip 头 ip数据

ARP协议

arp协议由来:计算机通讯基本靠吼,即广播的方式,全部上层的包到最后都要封装上以太网头,而后经过以太网协议发送,在谈及以太网协议时候,我门了解到

通讯是基于mac的广播方式实现,计算机在发包时,获取自身的mac是容易的,如何获取目标主机的mac,就须要经过arp协议

arp协议功能:广播的方式发送数据包,获取目标主机的mac地址

协议工做方式:每台主机ip都是已知的

例如:主机172.16.10.10/24访问172.16.10.11/24

一:首先经过ip地址和子网掩码区分出本身所处的子网

场景 数据包地址
同一子网 目标主机mac,目标主机ip
不一样子网 网关mac,目标主机ip

二:分析172.16.10.10/24与172.16.10.11/24处于同一网络(若是不是同一网络,那么下表中目标ip为172.16.10.1,经过arp获取的是网关的mac)

源mac 目标mac 源ip 目标ip 数据部分
发送端主机 发送端mac FF:FF:FF:FF:FF:FF 172.16.10.10/24 172.16.10.11/24 数据

三:这个包会以广播的方式在发送端所处的自网内传输,全部主机接收后拆开包,发现目标ip为本身的,就响应,返回本身的mac

# 规定了计算机都必须有一个ip地址  
# ip地址特色:点分十进制  
# 有两个版本ipv4和ipv6 为了可以兼容更多的计算机  
# 最小:0.0.0.0  
# 最大:255.255.255.255  
# IP协议能够跨局域网传输
# ip地址可以惟一标识互联网中独一无二的一台机器!
# [http://14.215.177.39/](http://14.215.177.39/)
传输层(端口协议)

传输层的由来:网络层的ip帮咱们区分子网,以太网层的mac帮咱们找到主机,而后你们使用的都是应用程序,你的电脑上可能同时开启qq,暴风影音,等多个应用程序,

那么咱们经过ip和mac找到了一台特定的主机,如何标识这台主机上的应用程序,答案就是端口,端口即应用程序与网卡关联的编号。

传输层功能:创建端口到端口的通讯

补充:端口范围0-65535,0-1023为系统占用端口

tcp协议:

可靠传输,TCP数据包没有长度限制,理论上能够无限长,可是为了保证网络的效率,一般TCP数据包的长度不会超过IP数据包的长度,以确保单个TCP数据包没必要再分割。

以太网头 ip 头 tcp头 数据

tcp报文

tcp三次握手和四次挥手

udp协议:

不可靠传输,”报头”部分一共只有8个字节,总长度不超过65,535字节,正好放进一个IP数据包。

以太网头 ip头 udp头 数据
# TCP,UDP基于端口工做的协议!  
# 其实计算机之间通讯实际上是计算机上面的应用程序于应用之间的通讯  
# 端口(port):惟一标识一台计算机上某一个基于网络通讯的应用程序  
# 端口范围:0~~65535(动态分配)  
# 注意:0~~1024一般是归操做系统分配的端口号  
# 一般状况下,咱们写的软件端口号建议起在8000以后  
# flask框架默认端口5000  
# django框架默认端口8000  
# mysql数据库默认端口3306  
# redis数据库默认端口6379  
# 注意:一台计算机上同一时间一个端口号只能被一个应用程序占用

# 小总结:  
# IP地址:惟一标识全世界接入互联网的独一无二的机器  
# port端口号:惟一标识一台计算机上的某一个应用程序  
# ip+port :可以惟一标识全世界上独一无二的一台计算机上的某一个应用程序

# 补充:  
# arp协议:根据ip地址解析mac地址
应用层(HTTP协议,FTP协议)

应用层由来:用户使用的都是应用程序,均工做于应用层,互联网是开发的,你们均可以开发本身的应用程序,数据多种多样,必须规定好数据的组织形式

应用层功能:规定应用程序的数据格式。

例:TCP协议能够为各类各样的程序传递数据,好比Email、WWW、FTP等等。那么,必须有不一样协议规定电子邮件、网页、FTP数据的格式,这些应用程序协议就构成了”应用层”。

1

TCP\UDP协议(流式协议,可靠协议)
# 三次握手四次挥手
# 三次握手建链接
# 四次挥手断链接

# Tcp(语音聊天/视频聊天),线下缓存高强电影\QQ远程控制
# 须要先创建链接,而后才能通讯
# 占用链接\可靠(消息不会丢失)\实时性高\慢

# UDP(发消息) - 在线播放视频\QQ发消息\微信消息
# 不须要创建链接,就能够通讯
# 不占用链接\不可靠\消息由于网络不稳定丢失\快
网络通讯实现

想实现网络通讯,每台主机需具有四要素

  • 本机的IP地址
  • 子网掩码
  • 网关的IP地址
  • DNS的IP地址

获取这四要素分两种方式

1.静态获取

即手动配置

2.动态获取

经过dhcp获取

以太网头 ip头 udp头 dhcp数据包

(1)最前面的”以太网标头”,设置发出方(本机)的MAC地址和接收方(DHCP服务器)的MAC地址。前者就是本机网卡的MAC地址,后者这时不知道,就填入一个广播地址:FF-FF-FF-FF-FF-FF。

(2)后面的”IP标头”,设置发出方的IP地址和接收方的IP地址。这时,对于这二者,本机都不知道。因而,发出方的IP地址就设为0.0.0.0,接收方的IP地址设为255.255.255.255。

(3)最后的”UDP标头”,设置发出方的端口和接收方的端口。这一部分是DHCP协议规定好的,发出方是68端口,接收方是67端口。

这个数据包构造完成后,就能够发出了。以太网是广播发送,同一个子网络的每台计算机都收到了这个包。由于接收方的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF,看不出是发给谁的,因此每台收到这个包的计算机,还必须分析这个包的IP地址,才能肯定是否是发给本身的。当看到发出方IP地址是0.0.0.0,接收方是255.255.255.255,因而DHCP服务器知道”这个包是发给个人”,而其余计算机就能够丢弃这个包。

接下来,DHCP服务器读出这个包的数据内容,分配好IP地址,发送回去一个”DHCP响应”数据包。这个响应包的结构也是相似的,以太网标头的MAC地址是双方的网卡地址,IP标头的IP地址是DHCP服务器的IP地址(发出方)和255.255.255.255(接收方),UDP标头的端口是67(发出方)和68(接收方),分配给请求端的IP地址和本网络的具体参数则包含在Data部分。

新加入的计算机收到这个响应包,因而就知道了本身的IP地址、子网掩码、网关地址、DNS服务器等等参数

网络通讯流程

本机获取

  • 本机的IP地址:192.168.1.100
  • 子网掩码:255.255.255.0
  • 网关的IP地址:192.168.1.1
  • DNS的IP地址:8.8.8.8

4.2 打开浏览器,访问

  想要访问Google,在地址栏输入了网址:www.google.com。

dns协议(基于udp协议)

13台根dns:

A.root-servers.net198.41.0.4美国
B.root-servers.net192.228.79.201美国(另支持IPv6
C.root-servers.net192.33.4.12法国
D.root-servers.net128.8.10.90美国
E.root-servers.net192.203.230.10美国
F.root-servers.net192.5.5.241美国(另支持IPv6
G.root-servers.net192.112.36.4美国
H.root-servers.net128.63.2.53美国(另支持IPv6
I.root-servers.net192.36.148.17瑞典
J.root-servers.net192.58.128.30美国
K.root-servers.net193.0.14.129英国(另支持IPv6)
L.root-servers.net198.32.64.12美国
M.root-servers.net202.12.27.33日本(另支持IPv6)

域名定义:http://jingyan.baidu.com/article/1974b289a649daf4b1f774cb.html

顶级域名:以.com,.net,.org,.cn等等属于国际顶级域名,根据目前的国际互联网域名体系,国际顶级域名分为两类:类别顶级域名(gTLD)和地理顶级域名(ccTLD)两种。类别顶级域名是         以"COM"、"NET"、"ORG"、"BIZ"、"INFO"等结尾的域名,均由国外公司负责管理。地理顶级域名是以国家或地区代码为结尾的域名,如"CN"表明中国,"UK"表明英国。地理顶级域名通常由各个国家或地区负责管理。

二级域名:二级域名是以顶级域名为基础的地理域名,比喻中国的二级域有,.com.cn,.net.cn,.org.cn,.gd.cn等.子域名是其父域名的子域名,比喻父域名是abc.com,子域名就是www.abc.com或者.abc.com.
通常来讲,二级域名是域名的一条记录,好比alidiedie.com是一个域名,www.alidiedie.com是其中比较经常使用的记录,通常默认是用这个,可是相似
.alidiedie.com的域名所有称做是alidiedie.com的二级

Socket(套接字编程)

看socket以前,先来回顾一下五层通信流程:

但实际上从传输层开始以及如下,都是操做系统帮我们完成的,下面的各类包头封装的过程,用我们去一个一个作么?NO!

  Socket又称为套接字,它是应用层与TCP/IP协议族通讯的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来讲,一组简单的接口就是所有,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。当咱们使用不一样的协议进行通讯时就得使用不一样的接口,还得处理不一样协议的各类细节,这就增长了开发的难度,软件也不易于扩展(就像咱们开发一套公司管理系统同样,报帐、会议预约、请假等功能不须要单独写系统,而是一个系统上多个功能接口,不须要知道每一个功能如何去实现的)。因而UNIX BSD就发明了socket这种东西,socket屏蔽了各个协议的通讯细节,使得程序员无需关注协议自己,直接使用socket提供的接口来进行互联的不一样主机间的进程的通讯。这就比如操做系统给咱们提供了使用底层硬件功能的系统调用,经过系统调用咱们能够方便的使用磁盘(文件操做),使用内存,而无需本身去进行磁盘读写,内存管理。socket其实也是同样的东西,就是提供了tcp/ip协议的抽象,对外提供了一套接口,同过这个接口就能够统1、方便的使用tcp/ip协议的功能了。

  其实站在你的角度上看,socket就是一个模块。咱们经过调用模块中已经实现的方法创建两个进程之间的链接和通讯。也有人将socket说成ip+port,由于ip是用来标识互联网中的一台主机的位置,而port是用来标识这台机器上的一个应用程序。 因此咱们只要确立了ip和port就能找到一个应用程序,而且使用socket模块来与之通讯。

Socket又称“套接字”,应用程序一般经过“套接字”向网络发出请求或者应答网络请求,使主机间或者一台计算机的进程间能够通信
相似于操做系统将复杂丑陋的控制计算机硬件的操做封装成统一简单的接口,只须要使用者学会如何操做系统就能够简单快速的操做计算机硬件

套接字发展历史及分类

套接字起源于 20 世纪 70 年代加利福尼亚大学伯克利分校版本的 Unix,即人们所说的 BSD Unix。 所以,有时人们也把套接字称为“伯克利套接字”或“BSD 套接字”。一开始,套接字被设计用在同 一台主机上多个应用程序之间的通信。这也被称进程间通信,或 IPC。套接字有两种(或者称为有两个种族),分别是基于文件型的和基于网络型的。

基于文件类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_UNIX

unix一切皆文件,基于文件的套接字调用的就是底层的文件系统来取数据,两个套接字进程运行在同一机器,能够经过访问同一个文件系统间接完成通讯

基于网络类型的套接字家族

套接字家族的名字:AF_INET

(还有AF_INET6被用于ipv6,还有一些其余的地址家族,不过,他们要么是只用于某个平台,要么就是已经被废弃,或者是不多被使用,或者是根本没有实现,全部地址家族中,AF_INET是使用最普遍的一个,python支持不少种地址家族,可是因为咱们只关心网络编程,因此大部分时候我么只使用AF_INET)

TCP和UDP对比

TCP(Transmission Control Protocol)可靠的、面向链接的协议(eg:打电话)、传输效率低全双工通讯(发送缓存&接收缓存)、面向字节流。使用TCP的应用:Web浏览器;文件传输程序。

UDP(User Datagram Protocol)不可靠的、无链接的服务,传输效率高(发送前时延小),一对1、一对多、多对1、多对多、面向报文(数据包),尽最大努力服务,无拥塞控制。使用UDP的应用:域名系统 (DNS);视频流;IP语音(VoIP)。

TCP协议下的socket

个生活中的场景。你要打电话给一个朋友,先拨号,朋友听到电话铃声后提起电话,这时你和你的朋友就创建起了链接,就能够讲话了。等交流结束,挂断电话结束这次交谈。 生活中的场景就解释了这工做原理。

  先从服务器端提及。服务器端先初始化Socket,而后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端链接。在这时若是有个客户端初始化一个Socket,而后链接服务器(connect),若是链接成功,这时客户端与服务器端的链接就创建了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,而后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭链接,一次交互结束

TCP服务端
package main

import (
	"fmt"
	"net"
)

func main()  {
	// 监听
	listener,err := net.Listen("tcp","127.0.0.1:8000")
	if err != nil{
		fmt.Println("err =",err)
		return
	}
	defer listener.Close()
	// 阻塞等待用户连接
	conn,err := listener.Accept()
	if err != nil {
		fmt.Println("err =",err)
		return
	}

	// 接受用户的请求
	buf := make([]byte,1024) // 缓冲区大小1024
	conn.Read(buf)
	n , err1 := conn.Read(buf)
	if err1 != nil {
		fmt.Println("err1=",err1)
		return
	}
	fmt.Println("buf=",string(buf[:n]))
	defer conn.Close()
}

// 可使用nc代替客户端发信息
TCP客户端
package main

import (
	"fmt"
	"net"
)

func main()  {
	// 自动连接服务器
	conn,err := net.Dial("tcp","127.0.0.1:8000")
	if err != nil{
		fmt.Println("err:=",err)
		return
	}
	defer conn.Close()

	// 发送数据
	conn.Write([]byte("youmen"))
}
接受多个用户服务端
// Server.go
package main

import (
	"fmt"
	"net"
	"strings"
)

func main()  {
	// 监听
	listener,err := net.Listen("tcp","127.0.0.1:8000")
	if err != nil{
		fmt.Println("err =",err)
		return
	}
	defer listener.Close()
	// 阻塞等待用户连接
	for {
		conn, err := listener.Accept()
		if err != nil {
			fmt.Println("err =", err)
			return
		}

		// 处理用户请求,新建一个协程
		go HandleConn(conn)
	}
}

// 处理用户请求
func HandleConn(conn net.Conn){
	// 函数调用自动关闭
	defer conn.Close()

	// 获取客户端的网络地址信息
	addr := conn.RemoteAddr().String()
	fmt.Println(addr,"add connect success")

	buf := make([]byte,2048)

	for {
		// 读取用户数据
		n, err := conn.Read(buf)
		if err != nil {
			fmt.Println("err = ", err)
			return
		}
		fmt.Printf("[%s]: %s\n",addr, string(buf[:n]))

		if "exit" == string(buf[:n-1]){
			fmt.Println(addr,"exit")
			return
		}
		// 将数据转换为大写,再给用户数据
		conn.Write([]byte(strings.ToUpper(string(buf[:n]))))
	}
}

// client.go
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