网络编程基础

七层模型

七层模型（OSI，Open System Interconnection参考模型），是参考是国际标准化组织制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。它是一个七层抽象的模型，不仅包括一系列抽象的术语和概念，也包括具体的协议。 经典的描述如下：

物理层（Physical Layer）：建立、维护、断开物理连接。
数据链路层 (Link)：逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等。
网络层 (Network)：进行逻辑寻址，实现不同网络之间的路径选择。
传输层 (Transport)：定义传输数据的协议端口号，及流控和差错校验。
会话层（Session Layer）：建立、管理、终止会话。
表示层（Presentation Layer）：数据的表示、安全、压缩。
应用层 (Application)：网络服务与最终用户的一个接口
每一层利用下一层提供的服务与对等层通信，每一层使用自己的协议。了解了这些，然并卵。但是，这一模型确实是绝大多数网络编程的基础，作为抽象类存在的，而TCP／IP协议栈只是这一模型的一个具体实现。

TCP/IP 协议模型

TCP/IP是Internet的基础，是一组协议的代名词，包括许多协议（IP协议、IMCP协议、TCP协议），组成了TCP/IP协议栈。TCP／IP 有四层模型和五层模型之说，区别在于数据链路层是否作为独立的一层存在。

• 互联网地址：也就是IP地址，一般为网络号+子网号+主机号
• 域名系统：通俗的来说，就是一个数据库，可以将主机名转换成IP地址
• RFC：TCP/IP协议的标准文档
• 端口号：一个逻辑号码，IP包所带有的标记
• Socket：应用编程接口

Socket

在Linux世界，“一切皆文件”，操作系统把网络读写作为IO操作，就像读写文件那样，对外提供出来的编程接口就是Socket。所以，socket（套接字）是通信的基石，是支持TCP/IP协议网络通信的基本操作单元。socket实质上提供了进程通信的端点。进程通信之前，双方首先必须各自创建一个端点，否则是没有办法建立联系并相互通信的。一个完整的socket有一个本地唯一的socket号，这是由操作系统分配的。

从设计模式的角度看， Socket其实是一个外观模式，它把复杂的TCP/IP协议栈隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的Socket接口就是全部。当应用程序创建一个socket时，操作系统就返回一个整数作为描述符（descriptor）来标识这个套接字。然后，应用程序以该描述符为传递参数，通过调用函数来完成某种操作（例如通过网络传送数据或接收输入的数据）。

socket（套接字）是通信的基石，是支持TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元，包含进行网络通信必须的五种信息：连接使用的协议，本地主机的IP地址，本地进程的协议端口，远地主机的IP地址，远地进程的协议端口。

多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，计算机操作系统为应用程序与TCP/IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket。套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。

Socket可以支持不同的传输层协议（TCP或UDP），当使用TCP协议进行连接时，该Socket连接就是一个TCP连接,UDP连接同理。

IP,域名,DNS服务器

为了能够方便的识别网络上的每个设备，网络中的每个设备都会有一个唯一的数字标识，这个就是IP地址。在计算机网络中,现在命名IP地址的规定是IPv4协议，该协议规定每个IP地址由4个0-255之间的数字组成，例如10.0.120.34。每个接入网络的计算机都拥有唯一的IP地址，这个IP地址可能是固定的，例如网络上各种各样的服务器，也可以是动态的，例如使用ADSL拨号上网的宽带用户，无论以何种方式获得或是否是固定的，每个计算机在联网以后都拥有一个唯一的合法IP地址，就像每个手机号码一样。
但是由于IP地址不容易记忆，所以为了方便记忆，有创造了另外一个概念——域名(Domain Name)，例如sohu.com等。一个IP地址可以对应多个域名，一个域名只能对应一个IP地址。域名的概念可以类比手机中的通讯簿，由于手机号码不方便记忆，所以添加一个姓名标识号码，在实际拨打电话时可以选择该姓名，然后拨打即可。
在网络中传输的数据，全部是以IP地址作为地址标识，所以在实际传输数据以前需要将域名转换为IP地址，实现这种功能的服务器称之为DNS服务器，也就是通俗的说法叫做域名解析。例如当用户在浏览器输入域名时，浏览器首先请求DNS服务器，将域名转换为IP地址，然后将转换后的IP地址反馈给浏览器，然后再进行实际的数据传输。
当DNS服务器正常工作时，使用IP地址或域名都可以很方便的找到计算机网络中的某个设备，例如服务器计算机。当DNS不正常工作时，只能通过IP地址访问该设备。所以IP地址的使用要比域名通用一些。

端口

在介绍端口的概念以前，首先来看一个例子，一般一个公司前台会有一个电话，每个员工会有一个分机，这样如果需要找到这个员工的话，需要首先拨打前台总机，然后转该分机号即可。这样减少了公司的开销，也方便了每个员工。在该示例中前台总机的电话号码就相当于IP地址，而每个员工的分机号就相当于端口。
有了端口的概念以后，在同一个计算机中每个程序对应唯一的端口，这样一个计算机上就可以通过端口区分发送给每个端口的数据了，换句话说，也就是一个计算机上可以并发运行多个网络程序，而不会在互相之间产生干扰。
在硬件上规定，端口的号码必须位于0-65535之间，每个端口唯一的对应一个网络程序，一个网络程序可以使用多个端口。这样一个网络程序运行在一台计算上时，不管是客户端还是服务器，都是至少占用一个端口进行网络通讯。在接收数据时，首先发送给对应的计算机，然后计算机根据端口把数据转发给对应的程序。