TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)編程教案

1、TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)編程教案TCP和UDP網(wǎng)絡(luò)編程20XX年3月9日ISO/OSI七層參考模型OSI(Open System Interconnection)參考模型將網(wǎng)絡(luò)的不同功能劃分為7層。通信實(shí)體的對(duì)等層之間不允許直接通信。各層之間是嚴(yán)格單向依賴。上層使用下層提供的服務(wù) Service user；下層向上層提供服務(wù) Service provider。應(yīng)用層表示層物理層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層處理網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用數(shù)據(jù)表示主機(jī)間通信端到端的連接尋址和最短路徑介質(zhì)訪問(wèn)(接入)二進(jìn)制傳輸OSI各層所使用的協(xié)議 應(yīng)用層：遠(yuǎn)程登錄協(xié)議Telnet、文件傳輸協(xié)議FTP、 超文本傳輸協(xié)議HTTP、域名服務(wù)DN

2、S、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議SMTP、郵局協(xié)議POP3等。 傳輸層：傳輸控制協(xié)議TCP（面向連接的可靠的傳輸協(xié)議）、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP（是無(wú)連接的，不可靠的傳輸協(xié)議）。 網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)際協(xié)議IP、Internet互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議ICMP、Internet組管理協(xié)議IGMP。數(shù)據(jù)封裝OSI參考模型中，對(duì)等層協(xié)議之間交換的信息單元統(tǒng)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU，Protocol Data Unit)。OSI參考模型中每一層都要依靠下一層提供的服務(wù)。為了提供服務(wù)，下層把上層的PDU作為本層的數(shù)據(jù)封裝，然后加入本層的頭部（和尾部）。頭部中含有完成數(shù)據(jù)傳輸所需的控制信息。這樣，數(shù)據(jù)自上而下遞交的過(guò)程實(shí)際上就是不斷封

3、裝的過(guò)程。到達(dá)目的地后自下而上遞交的過(guò)程就是不斷拆封的過(guò)程。由此可知，在物理線路上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其外面實(shí)際上被包封了多層“信封”。但是，某一層只能識(shí)別由對(duì)等層封裝的“信封”，而對(duì)于被封裝在“信封”內(nèi)部的數(shù)據(jù)僅僅是拆封后將其提交給上層，本層不作任何處理。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)協(xié)議頭對(duì)等通信示例“你好你好”“Hello”傳真?zhèn)髡嬷袊?guó)中國(guó)教師教師翻譯翻譯秘書(shū)秘書(shū)“Hallo”“Hello”傳真?zhèn)髡娴聡?guó)德國(guó)教師教師翻譯翻譯秘書(shū)秘書(shū)對(duì)交談內(nèi)容的共識(shí)對(duì)交談內(nèi)容的共識(shí)用英語(yǔ)對(duì)話用英語(yǔ)對(duì)話使用傳真通信使用傳真通信P3P2P1物理通信線路物理通信線路 對(duì)等層實(shí)體之間虛擬通信。對(duì)等層實(shí)體之間虛擬通信。 下層向上層提供服務(wù)

4、，實(shí)際通信在最底層完成。下層向上層提供服務(wù)，實(shí)際通信在最底層完成。TCP/IP模型 TCP/IP起源于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究規(guī)劃署(DARPA)的一項(xiàng)研究計(jì)劃實(shí)現(xiàn)若干臺(tái)主機(jī)的相互通信。 現(xiàn)在TCP/IP已成為Internet上通信的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 TCP/IP模型包括4個(gè)層次： 應(yīng)用層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)接口應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層OSI參考模型應(yīng)用層傳輸層網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)層TCP/IP模型TCP/IP與OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系基于TCP(面向連接)的socket編程服務(wù)器端程序：1、創(chuàng)建套接字（socket）。2、將套接字綁定到一個(gè)本地地址和端口上（bind）。3、將套接字設(shè)為監(jiān)

5、聽(tīng)模式，準(zhǔn)備接收客戶請(qǐng)求（listen）。4、等待客戶請(qǐng)求到來(lái)；當(dāng)請(qǐng)求到來(lái)后，接受連接請(qǐng)求，返回一個(gè)新的對(duì)應(yīng)于此次連接的套接字（accept）。5、用返回的套接字和客戶端進(jìn)行通信（send/recv）。6、返回，等待另一客戶請(qǐng)求。7、關(guān)閉套接字?？蛻舳顺绦颍?、創(chuàng)建套接字（socket）。2、向服務(wù)器發(fā)出連接請(qǐng)求（connect）。3、和服務(wù)器端進(jìn)行通信（send/recv）。4、關(guān)閉套接字?；赨DP(面向無(wú)連接)的socket編程服務(wù)器端（接收端）程序：1、創(chuàng)建套接字（socket）。2、將套接字綁定到一個(gè)本地地址和端口上（bind）。3、等待接收數(shù)據(jù)（recvfrom）。4、關(guān)閉套接字。

6、客戶端（發(fā)送端）程序：1、創(chuàng)建套接字（socket）。2、向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)（sendto）。3、關(guān)閉套接字。套接字的類(lèi)型 流式套接字（SOCK_STREAM）提供面向連接、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，數(shù)據(jù)無(wú)差錯(cuò)、無(wú)重復(fù)的發(fā)送，且按發(fā)送順序接收。 數(shù)據(jù)報(bào)式套接字（SOCK_DGRAM）提供無(wú)連接服務(wù)。數(shù)據(jù)包以獨(dú)立包形式發(fā)送，不提供無(wú)錯(cuò)保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，并且接收順序混亂。 原始套接字（SOCK_RAW） 原始套接字保存了數(shù)據(jù)包中的完整IP頭，前面兩種套接字只能收到用戶數(shù)據(jù)。因此可以通過(guò)原始套接字對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。Socket相關(guān)接口Ioctlsocket 控制套接字的模式，例如FIONBIO，0為阻

7、塞模式，非0為非阻塞模式。 select 常用在recv之前以block或non-block方式檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)上是否有數(shù)據(jù)setsockopt 設(shè)置套接字的選項(xiàng)，例如發(fā)送或接收的socket緩沖區(qū)大小getsockopt 獲取套接字的選項(xiàng)多線程 創(chuàng)建線程 銷(xiāo)毀線程 設(shè)置線程優(yōu)先級(jí) 使用Semaphore實(shí)現(xiàn)上傳或下載的暫?；蚶^續(xù) 暫停pause（接口WaitForSingleObject） 繼續(xù)resume（接口ReleaseSemaphore）互斥量 使用互斥量實(shí)現(xiàn)盡可能快上傳文件，需要用到緩存。 1） 當(dāng)一個(gè)線程正在寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，其他線程不能寫(xiě)，也不能讀。 2） 當(dāng)一個(gè)線程正在讀入數(shù)據(jù)時(shí)，其他線程不能寫(xiě)，但能夠讀。 CreateMutex WaitForSingleObject ReleaseMutex作業(yè)內(nèi)容 描述：用UDP和TCP兩種方式，編寫(xiě)C/S結(jié)構(gòu)