网络编程知识巩固（一）

网络编程知识巩固

一．理论知识

1.       TCP/IP的分层模型

 

2. IP地址分类

1. A类地址
 A类地址的表示范围为：0.0.0.0~126.255.255.255，默认网络掩码为：255.0.0.0；A类地址分配给规模特别大的网络使用。A类网络用第一组数字表示网络本身的地址，后面三组数字作为连接于网络上的主机的地址。分配给具有大量主机（直接个人用户）而局域网络个数较少的大型网络。例如IBM公司的网络。
2. B类地址
B类地址的表示范围为：128.0.0.0~191.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.0.0；B类地址分配给一般的中型网络。B类网络用第一、二组数字表示网络的地址，后面两组数字代表网络上的主机地址。
3. C类地址
 C类地址的表示范围为：192.0.0.0~223.255.255.255，默认网络掩码为：255.255.255.0；C类地址分配给小型网络，如一般的局域网和校园网，它可连接的主机数量是最少的，采用把所属的用户分为若干的网段进行管理。C类网络用前三组数字表示网络的地址，最后一组数字作为网络上的主机地址。
 实际上，还存在着D类地址和E类地址。但这两类地址用途比较特殊，在这里只是简单介绍一下：D类地址称为广播地址，供特殊协议向选定的节点发送信息时用。E类地址保留给将来使用。

 

3.TCP三次握手

TCP/IP协议中，TCP协议提供可靠的连接服务，采用三次握手建立一个连接，如图1所示。

（1）第一次握手：建立连接时，客户端A发送SYN包（SYN=j）到服务器B，并进入SYN_SEND状态，等待服务器B确认。

（2）第二次握手：服务器B收到SYN包，必须确认客户A的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此时服务器B进入SYN_RECV状态。

（3）第三次握手：客户端A收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，客户端A和服务器B进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

完成三次握手，客户端与服务器开始传送数据。

确认号：其数值等于发送方的发送序号 +1(即接收方期望接收的下一个序列号)。

简单来说，首先Client端发送连接请求报文，Server段接受连接后回复ACK报文，并为这次连接分配资源。Client端接收到ACK报文后也向Server段发生ACK报文，并分配资源，这样TCP连接就建立了。

TCP四次挥手 

（1）   第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状态。

（2）   第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ack给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。

（3）   第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状态。

（4）   第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ack给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。

问题：TCP采用四次挥手关闭连接如图所示为什么建立连接协议是三次握手，而关闭连接却是四次握手呢？:

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

 

4.TCP UDP 比较与选择

Tcp的优点：

可靠，稳定

TCP的可靠性体现在传输数据之前，三次握手建立连接（四次挥手释放连接），并且在数据传递时，有确认、窗口、重传、拥塞控制机制，数据传完之后，断开连接用来节省系统资源。

TCP的缺点

慢，效率低，占用系统资源高，易被攻击

传数据之前建立连接，这样会消耗时间，而且在消息传递时，确认机制、重传机制和拥塞控制机制都会消耗大量的时间，而且要在每台设备上维护所有的传输连接。而每个连接都会占用系统的CPU、内存等硬件软件资源。并且TCP的取而机制、三次握手，这些也导致TCP容易被人利用，实现DOS,DDOS攻击。

UDP的优点

快，比TCP稍安全

UDP没有TCP的握手、确认、窗口、重传、拥塞控制等机制，udp是一个无状态的传输协议，所以他在传输数据时非常快。M没有TCP的这些机制，UDP较TCP被攻击者利用的漏洞就要少一些。UDP也是无法避免攻击的，比如：UDP flood攻击。。。

UDP的缺点

不可靠，不稳定

因为UDP没有TCP的那些可靠机制，在网络质量不好时很容易丢包。

 

什么时候应该使用TCP：
当对网络通讯质量有要求的时候，比如：整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，比如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。
在日常生活中，常见使用TCP协议的应用如下：

浏览器，用的HTTP

FlashFXP，用的FTP

Outlook，用的POP、SMTP

Putty，用的Telnet、SSH

QQ文件传输

什么时候应该使用UDP：
当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。
比如，日常生活中，常见使用UDP协议的应用如下：

QQ语音

QQ视频

TFTP