網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì) -計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)-文檔資料

1、windows網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)2參考書參考書 王艷平主編王艷平主編 WindowsWindows網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì)（第二版）人民郵電出版社第二版）人民郵電出版社 任泰明任泰明 TCP/IPTCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編程協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編程 西安電西安電子科技大學(xué)出版社子科技大學(xué)出版社 謝希仁謝希仁 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程 第一章計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 4內(nèi)容提要1、網(wǎng)絡(luò)基本概念2、計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參考模型3、網(wǎng)絡(luò)程序?qū)ぶ?、網(wǎng)絡(luò)程序體系結(jié)構(gòu)51 網(wǎng)絡(luò)的定義n網(wǎng)絡(luò)是連接在一起的可以互相通信的設(shè)備的集合。 1.1 網(wǎng)絡(luò)基本概念6 自主計(jì)算機(jī)（Autonomous computers） 互聯(lián)/互連（In

2、terconnected） 通信物理：通信線路/網(wǎng)絡(luò)；邏輯：交換信息。7兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信AB網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)180協(xié)議協(xié)議協(xié)議協(xié)議端端口口號(hào)號(hào)端端口口號(hào)號(hào)8用戶因特網(wǎng)ISP1ISP2因特網(wǎng)服務(wù)提供者用戶通過(guò)用戶通過(guò) ISP 上網(wǎng)上網(wǎng)91.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型 1. OSI模型OSI/RM(Open System Interconnection/Reference Model，開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信定義為一個(gè)七層框架模型，如圖1.1所示。 信息流同層間對(duì)等通信7.應(yīng)用層6.表示層5.會(huì)話層4.傳輸層3.網(wǎng)絡(luò)層2.數(shù)據(jù)鏈路層1.物理層

3、7.應(yīng)用層6.表示層5.會(huì)話層4.傳輸層3.網(wǎng)絡(luò)層2.數(shù)據(jù)鏈路層1.物理層源主機(jī)目標(biāo)主機(jī)信息流信息流圖1.1 OSI模型與通信流程 10對(duì)等通信示例“你好你好”“Hello”“Hello”傳真?zhèn)髡嬷袊?guó)中國(guó)教師教師翻譯翻譯秘書秘書“Hallo”“Hallo”“Hello”“Hello”傳真?zhèn)髡娴聡?guó)德國(guó)教師教師翻譯翻譯秘書秘書對(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P3P3P2P2P1P1物理通信線路物理通信線路11表1.1 OSI模型中各個(gè)層的功能 名稱 層次 功 能 物理層 1 提供比特流傳輸 數(shù)據(jù)鏈路層 2 進(jìn)行數(shù)據(jù)打包與解包，形成信息幀 網(wǎng)絡(luò)層 3 提供

4、數(shù)據(jù)通過(guò)的路由 傳輸層 4 提供傳輸順序與相應(yīng)信息 會(huì)話層 5 建立和中止連接 表示層 6 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，確認(rèn)數(shù)據(jù)格式 應(yīng)用層 7 提供用戶程序接口 12OSI模型的數(shù)據(jù)傳輸PHSHTHNHDHDTAH物理傳輸媒體數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)AH數(shù)據(jù)PHAH數(shù)據(jù)PHSHAH數(shù)據(jù)PHSHTHAH數(shù)據(jù)PHSHTHNHAH比特流132. TCP/IP參考模型參考模型TCP/IP的架構(gòu)的架構(gòu)OSI參考模參考模型層次描述型層次描述OSI層次層次號(hào)號(hào)應(yīng)用層應(yīng)用層7表示層表示層6會(huì)話層會(huì)話層5傳輸層傳輸層4網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層3數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層2物理層物理層1TCP/IP參考模型參考模型應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口

5、層網(wǎng)絡(luò)接口層14TCP/IP中每一層負(fù)責(zé)不同的功能：中每一層負(fù)責(zé)不同的功能：應(yīng)用層，負(fù)責(zé)處理特定的應(yīng)用程序細(xì)節(jié)。各種不同的TCP/IP實(shí)現(xiàn)都會(huì)提供下面這些通用的應(yīng)用程序： Telnet 遠(yuǎn)程登錄。 FTP 文件傳輸協(xié)議。 SMTP 簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議。 SNMP 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。 HTTP 超文本傳輸協(xié)議。 TFTP 簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議。傳輸層，主要為兩臺(tái)主機(jī)上的應(yīng)用程序提供端到端的通信。在TCP/IP協(xié)議族中，有兩個(gè)傳輸協(xié)議：TCP（傳輸控制協(xié)議）和UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）。15UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式用戶數(shù)據(jù)報(bào)的首部格式 偽首部源端口目的端口長(zhǎng) 度檢驗(yàn)和數(shù) 據(jù)首 部UDP長(zhǎng)度源 IP 地

6、址目的 IP 地址017IP 數(shù)據(jù)報(bào)字節(jié)44112122222字節(jié)發(fā)送在前數(shù) 據(jù)首 部UDP 用戶數(shù)據(jù)報(bào)16TCP首部20 字節(jié)的固定首部目 的 端 口數(shù)據(jù)偏移檢 驗(yàn) 和選 項(xiàng) （長(zhǎng) 度 可 變）源 端 口序 號(hào)緊 急 指 針窗 口確 認(rèn) 號(hào)保 留FIN32 位SYNRSTPSHACKURG位 0 8 16 24 31填 充TCP 數(shù)據(jù)部分TCP 首部TCP 報(bào)文段IP 數(shù)據(jù)部分IP 首部發(fā)送在前TCP傳輸控制協(xié)議的首部格式傳輸控制協(xié)議的首部格式 17網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層，有時(shí)也稱作互聯(lián)網(wǎng)層，處理分組在網(wǎng)絡(luò)中，有時(shí)也稱作互聯(lián)網(wǎng)層，處理分組在網(wǎng)絡(luò)中的活動(dòng)，例如分組的選路。的活動(dòng)，例如分組的選路。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)

7、議包括網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括:IP協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議），協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議），ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議），協(xié)議（地址解析協(xié)議），RARP（逆地址解析協(xié)議），（逆地址解析協(xié)議），ICMP協(xié)議（協(xié)議（Internet互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議），互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議）， IGMP協(xié)議（協(xié)議（ Internet組管理協(xié)議）。組管理協(xié)議）。18固定部分可變部分04816192431版 本標(biāo)志生 存 時(shí) 間協(xié) 議標(biāo) 識(shí)服務(wù)類型總 長(zhǎng) 度片 偏 移填 充首 部 檢 驗(yàn) 和源 地 址目 的 地 址可 選 字 段 （長(zhǎng) 度 可 變）位首部長(zhǎng)度數(shù) 據(jù) 部 分?jǐn)?shù) 據(jù) 部 分首 部傳送IP 數(shù)據(jù)報(bào)首部發(fā)送在前19網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層，通常包

8、括，通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡網(wǎng)絡(luò)接口卡。它們一起處理與電。它們一起處理與電纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細(xì)節(jié)。纜（或其他任何傳輸媒介）的物理接口細(xì)節(jié)。20 采用五層結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)應(yīng)用層首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意觀察加入或剝?nèi)ナ撞浚ㄎ膊浚┑膶哟螒?yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4運(yùn)輸層首部H

9、3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部21計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 210100110100101 比 特 流 110101110101計(jì)算機(jī) 2 的物理層收到比特流后交給數(shù)據(jù)鏈路層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)22計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2數(shù)據(jù)鏈路層剝?nèi)撞亢蛶膊亢蟀褞臄?shù)據(jù)部分交給網(wǎng)絡(luò)層H2T2H3H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)23計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H3H4H5應(yīng) 用 程 序

10、數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2網(wǎng)絡(luò)層剝?nèi)シ纸M首部后把分組的數(shù)據(jù)部分交給運(yùn)輸層24計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H4H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2運(yùn)輸層剝?nèi)?bào)文首部后把報(bào)文的數(shù)據(jù)部分交給應(yīng)用層25計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)H5應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2應(yīng)用層剝?nèi)?yīng)用層首部后把應(yīng)用程序數(shù)據(jù)交給應(yīng)用進(jìn)程26計(jì)算機(jī) 1 向計(jì)算機(jī) 2 發(fā)送數(shù)據(jù)5432154321計(jì)算機(jī) 1AP2AP1計(jì)算機(jī) 2收到了 AP1 發(fā)來(lái)的應(yīng)用程

11、序數(shù)據(jù)！27TCP/IP 協(xié)議族協(xié)議族網(wǎng)絡(luò)接口 1網(wǎng)絡(luò)接口 2網(wǎng)絡(luò)接口328局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機(jī) H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運(yùn)輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來(lái)看數(shù)據(jù)的流動(dòng)29 Windows操作系統(tǒng)的總體架構(gòu)應(yīng)用層核心層q EXE是一個(gè)獨(dú)立且能直接執(zhí)行的模塊。DLL是一個(gè)共享的函數(shù)庫(kù)，它提供標(biāo)準(zhǔn)的接口供其它應(yīng)用程序調(diào)用，本身不能單獨(dú)運(yùn)行，被應(yīng)用程序調(diào)用時(shí)就成為程序的一部分。 應(yīng)用層是可以直接接觸到的，各種用戶界面都是應(yīng)用層程

12、序執(zhí)行的結(jié)果。文件擴(kuò)展名是.exe或.dll。 在應(yīng)用層下面是核心層(kernel)。Windows95/98下核心層程序擴(kuò)展名是.vxd;WindowsNT/2000下核心層擴(kuò)展名是.sysq 核心層的程序叫驅(qū)動(dòng)程序。驅(qū)動(dòng)程序?yàn)樯蠈討?yīng)用程序提供底層的支持。30應(yīng)用層應(yīng)用層傳輸層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)接口層TCP/IP協(xié)議Windows程序User.exeWS2_32.DLLftp.exeTcpip.sysTcpip.sysNe2000.sys網(wǎng)卡應(yīng)用層核心層系統(tǒng)文件，主要提供了TCP、UDP、IP協(xié)議的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序 TCP/IP 協(xié)議在Windows中的實(shí)現(xiàn)311.3 網(wǎng)絡(luò)程序

13、尋址方式 IP地址 MAC地址 端口 NAT32 使用使用TCP/IP協(xié)議的互連網(wǎng)使用協(xié)議的互連網(wǎng)使用3個(gè)等級(jí)的地址：即個(gè)等級(jí)的地址：即物理（物理（硬件）地址硬件）地址、互連網(wǎng)（互連網(wǎng)（IP）地址）地址、端口地址端口地址。 每一種地址都與每一種地址都與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)中的特定層相對(duì)應(yīng)。體系結(jié)構(gòu)中的特定層相對(duì)應(yīng)。底層物理網(wǎng)絡(luò)IP協(xié)議TCP 進(jìn)程UDP物理地址 IP地址端口地址 地址分類331. IP地址地址(IPV4) IP 地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍地址就是給每個(gè)連接在因特網(wǎng)上的主機(jī)（或路由器）分配一個(gè)在全世界范圍是唯一的是唯一的 32 位的標(biāo)識(shí)符。

14、位的標(biāo)識(shí)符。目前目前IP地址是一個(gè)地址是一個(gè)32位地址位地址(IPv4)，可以用來(lái)標(biāo)識(shí)連接在因特網(wǎng)上的每一個(gè)主，可以用來(lái)標(biāo)識(shí)連接在因特網(wǎng)上的每一個(gè)主機(jī)。機(jī)。在因特網(wǎng)上沒(méi)有兩個(gè)主機(jī)具有同樣的在因特網(wǎng)上沒(méi)有兩個(gè)主機(jī)具有同樣的IP地址。地址。下一代的下一代的IP為為IPv6。34 IP地址采用點(diǎn)分十進(jìn)制記法10000000000010110000001100011111 機(jī)器中存放的 IP 地址是 32 位二進(jìn)制代碼每隔 8 位插入一個(gè)空格能夠提高可讀性10000000 00001011 00000011 00011111 128 11 3 31 將每 8 位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)采用點(diǎn)分十進(jìn)制記

15、法則進(jìn)一步提高可讀性1 35IP 地址的編址方法地址的編址方法 分類的分類的 IP 地址地址。這是最基本的編址方法。這是最基本的編址方法。 劃分子網(wǎng)劃分子網(wǎng)。這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)。這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)。 無(wú)分類編址（無(wú)分類編址（CIDR）。這是比較新的無(wú)分類編。這是比較新的無(wú)分類編址方法。址方法。36net-id24 位host-id24 位net-id16 位net-id8 位IP 地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段和主機(jī)號(hào)字段 0A 類地址host-id16 位B 類地址C 類地址01 1host-id8 位D 類地址 1 1 1 0多 播 地 址E 類地址保 留 為

16、今 后 使 用1 1 1 10137 特殊的IP地址：網(wǎng)絡(luò)地址：IP中主機(jī)地址為0的地址表示網(wǎng)絡(luò)地址，如。廣播地址：網(wǎng)絡(luò)號(hào)后跟一個(gè)所有位全是1的后綴，就是廣播地址。環(huán)回地址：127.*.*.*,用于測(cè)試。 38TCP 報(bào)文IP 數(shù)據(jù)報(bào)MAC 幀應(yīng)用層數(shù)據(jù)首部首部尾部首部鏈路層及以下使用硬件地址硬件地址網(wǎng)絡(luò)層及以上 使用 IP 地址IP 地址39 劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。這個(gè)單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為沒(méi)有劃分子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)。 從主機(jī)號(hào)借用若干個(gè)位作為子網(wǎng)號(hào) subnet-id，而主機(jī)號(hào) host-id 也就相應(yīng)減少了若干個(gè)位。IP地址 := , , 三級(jí)的 IP 地址-劃分子網(wǎng)

17、40 CIDR 消除了傳統(tǒng)的 A 類、B 類和 C 類地址以及劃分子網(wǎng)的概念，因而可以更加有效地分配 IPv4 的地址空間。 CIDR使用各種長(zhǎng)度的“網(wǎng)絡(luò)前綴”(network-prefix)來(lái)代替分類地址中的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)。 IP 地址從三級(jí)編址（使用子網(wǎng)掩碼）又回到了兩級(jí)編址。 無(wú)分類編址無(wú)分類編址-CIDR 最主要的特點(diǎn) 41 無(wú)分類的兩級(jí)編址的記法是： IP地址 := , 掩碼無(wú)分類的兩級(jí)編址 42 2. MAC地址硬件地址又稱為物理地址或MAC地址，這一地址被固化在每個(gè)網(wǎng)卡的ROM中，每個(gè)網(wǎng)卡在出廠時(shí)都賦于了一個(gè)全世界范圍內(nèi)唯一的地址編號(hào)，地址為6字節(jié)（即48位）。MAC地址與網(wǎng)絡(luò)無(wú)

18、關(guān)，也即無(wú)論將帶有這個(gè)地址的硬件（如網(wǎng)卡、集線器、路由器等）接入到網(wǎng)絡(luò)的何處，都有相同的MAC地址。MAC地址6字節(jié)（48比特）。43地址解析地址解析(Address Resolution)就是將計(jì)算機(jī)中的協(xié)議地址翻譯成物理地址(或稱MAC地址，即媒體映射地址)。地址解析只能在本地網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行。44ARP 響應(yīng)AYXBZ主機(jī) B 向 A 發(fā)送ARP 響應(yīng)分組 主機(jī) A 廣播發(fā)送ARP 請(qǐng)求分組 ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求ARP 請(qǐng)求00-00-C0-15-AD-1808-00-2B-00-EE-0A我是 ，硬件地址是 00-00-C0

19、-15-AD-18我想知道主機(jī) 的硬件地址我是 硬件地址是 08-00-2B-00-EE-0AAYXBZ00-00-C0-15-AD-1845HA1HA5HA4HA3HA6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1硬件地址路由器 R2HA2IP1IP2局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)IP1HA1HA5HA4HA3HA6HA2IP6主機(jī) H1主機(jī) H2路由器 R1IP 層上的互聯(lián)網(wǎng)MAC 幀IP2IP4IP3IP5路由器 R2 IP1 IP2IP1 IP2IP1 IP2從 HA1 到 HA3從 HA4 到 HA5從 HA6 到 HA2MAC 幀M

20、AC 幀IP 數(shù)據(jù)報(bào)從協(xié)議棧的層次上看數(shù)據(jù)的流動(dòng)46 3.端口網(wǎng)絡(luò)中可以被命名和尋址的通信端口是操作系統(tǒng)可分配的一種資源。按照OSI協(xié)議的描述，傳輸層與網(wǎng)絡(luò)層在功能上的最大區(qū)別是傳輸層提供進(jìn)程通信，從這個(gè)意義上講，網(wǎng)絡(luò)通信的最終地址不僅僅是主機(jī)地址，還包括可以描述進(jìn)程的某種標(biāo)識(shí)符。TCP/IP協(xié)議提出協(xié)議端口(protocol port，簡(jiǎn)稱端口)的概念，用于標(biāo)識(shí)通信的進(jìn)程。 47端口是一種抽象的軟件結(jié)構(gòu)(包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū))。應(yīng)用程序(進(jìn)程)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立連接(binding)后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)進(jìn)程所接收，相應(yīng)進(jìn)程發(fā)給傳輸層的數(shù)據(jù)都通過(guò)該端口輸出。 端口

21、是用來(lái)標(biāo)志應(yīng)用層的進(jìn)程端口是用來(lái)標(biāo)志應(yīng)用層的進(jìn)程。 TCP/IP中的端口地址是中的端口地址是16位。位。48端口號(hào)的兩種基本分配方式全局分配全局分配是一種集中控制方式，由一個(gè)公認(rèn)的中央機(jī)構(gòu)根據(jù)用戶需要進(jìn)行統(tǒng)一分配，并將結(jié)果公布于眾。本地分配本地分配又稱動(dòng)態(tài)分配，即進(jìn)程需要訪問(wèn)傳輸層服務(wù)時(shí)，向本地操作系統(tǒng)提出申請(qǐng)，操作系統(tǒng)返回一個(gè)本地唯一的端口號(hào)，進(jìn)程再通過(guò)合適的系統(tǒng)調(diào)用，將自己與該端口號(hào)聯(lián)系起來(lái)。49 TCP/IP中端口號(hào)的分配綜合了上述兩種方式，TCP/IP將端口號(hào)分為兩部分，少量的作為保留端口，以全局方式分配給服務(wù)進(jìn)程，因此每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器都擁有一個(gè)全局公認(rèn)的端口即周知端口(well-kno

22、wn port) 。 例如，服務(wù)器提供的服務(wù)一般都是通過(guò)通用端口號(hào)來(lái)識(shí)別的，對(duì)于TCP/IP實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)TP服務(wù)器的TCP端口號(hào)都是21，Telnet服務(wù)器的TCP端口號(hào)都是23，TFTP(簡(jiǎn)單文件傳送協(xié)議)服務(wù)器的UDP端口號(hào)都是69。任何TCP/IP實(shí)現(xiàn)所提供的服務(wù)都使用通用端口號(hào)1-1023。這些通用端口號(hào)由Internet號(hào)分配機(jī)構(gòu)(Internet Assigned Numbers Authority, IANA)來(lái)管理。504. 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT (Network Address Translation) 網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換 NAT 方法于1994 年提出。 緩解IPv4地址危機(jī)：專

23、用地址只能用于結(jié)構(gòu)內(nèi)部通信 ，不用用于和因特網(wǎng)的主機(jī)通信. 需要在專用網(wǎng)連接到因特網(wǎng)的路由器上安裝 NAT 軟件。裝有 NAT 軟件的路由器叫做 NAT路由器，它至少有一個(gè)有效的外部全球地址 IPG。 所有使用本地地址的主機(jī)在和外界通信時(shí)都要在 NAT 路由器上將其本地地址轉(zhuǎn)換成 IPG 才能和因特網(wǎng)連接。 51 內(nèi)部地址 ：是指在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中分配給節(jié)點(diǎn)的私有IP地址，這個(gè)地址只能在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中使用，如果不通過(guò)路由器它是不能被外部不同的IP網(wǎng)段訪問(wèn)到的。 內(nèi)部地址也稱私有地址，它是可以隨機(jī)挑選。但是通常使用的是RFC 1918中定義的NAT專用地址：-55；

24、-55；-55。其中10.X.X.X地址最常用也是NAT推薦的一種地址。 全局地址，是指合法的IP地址，它是由NIC（國(guó)際IP授權(quán)機(jī)構(gòu)）或者網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商分配的地址，對(duì)外代表一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部地址，是全球統(tǒng)一的可尋址的地址即可路由地址。 NAT概念52NAT的工作原理53NAT的工作原理（1）客戶機(jī)將數(shù)據(jù)包發(fā)給運(yùn)行NAT的計(jì)算機(jī)。（2）NAT將數(shù)據(jù)包中的端口號(hào)和專用的IP地址換成它自己的端口號(hào)和公用的IP地址，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)給外部網(wǎng)絡(luò)的目的主機(jī)，同時(shí)記錄一個(gè)跟蹤信息在映像表中(NAT 轉(zhuǎn)換表)，以便向客戶機(jī)

25、發(fā)送回答信息。（3）外部網(wǎng)絡(luò)發(fā)送回答信息給NAT。（4）NAT將所收到的數(shù)據(jù)包的端口號(hào)和公用IP地址轉(zhuǎn)換為客戶機(jī)的端口號(hào)和內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)使用的專用IP地址并轉(zhuǎn)發(fā)給客戶機(jī)。54NAT類型NAT有三種類型：靜態(tài)NAT（static NAT）、NAT池（pooled NAT）和端口NAT（PAT）。 靜態(tài)NAT設(shè)置簡(jiǎn)單，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)主機(jī)都被永久映射成 外部網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)合法的地址，多用于服務(wù)器。 NAT池則是在外部網(wǎng)絡(luò)中定義了一系列的合法地址，采用動(dòng)態(tài)分配的方法映射到內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)。多用于網(wǎng)絡(luò)中的工作站。 PAT則是把內(nèi)部地址映射到外部網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)IP地址的不同端口上。55在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個(gè)進(jìn)

26、程間相互作用的主要模式是客戶機(jī)/服務(wù)器模式(Client/Server Model)?？蛻魴C(jī)/服務(wù)器模式的建立基于以下兩點(diǎn)：首先，建立網(wǎng)絡(luò)的起因是網(wǎng)絡(luò)中軟/硬件資源、運(yùn)算能力和信息不均等，需要共享，從而形成擁有眾多資源的主機(jī)提供服務(wù)，資源較少的客戶請(qǐng)求服務(wù)這一非對(duì)稱的情況。其次，網(wǎng)間進(jìn)程通信完全是異步的，相互通信的進(jìn)程間既不存在父子關(guān)系，又不共享內(nèi)存緩沖區(qū)，因此需要一種機(jī)制為希望通信的進(jìn)程間建立聯(lián)系，為二者的數(shù)據(jù)交換提供同步，這就是基于客戶機(jī)/服務(wù)器模式的TCP/IP。4 .網(wǎng)絡(luò)程序體系結(jié)構(gòu)56 客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序一般是以客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)工作的。在這種工作方式中，一個(gè)服務(wù)器程序通常

27、事先已經(jīng)啟動(dòng)，并在一個(gè)眾所周知的端口監(jiān)聽(tīng)對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求。客戶應(yīng)用程序需要服務(wù)時(shí)，便向提供該服務(wù)的服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器在接收到請(qǐng)求后，就響應(yīng)客戶提出的請(qǐng)求。ClientServer57 客戶機(jī)服務(wù)器結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 客戶機(jī)程序之間并不直接交流信息，它們僅與服務(wù)器通信?？蛻魴C(jī)之間可以通過(guò)服務(wù)器中轉(zhuǎn)通信。 服務(wù)器方有一個(gè)固定的、公開(kāi)的地址，包括IP地址和端口號(hào)碼。IP地址唯一地標(biāo)識(shí)主機(jī)，端口號(hào)標(biāo)識(shí)主機(jī)上運(yùn)行的某個(gè)服務(wù)進(jìn)程。58 網(wǎng)絡(luò)程序中通信雙方的標(biāo)識(shí) 為了唯一地標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中通信的某一方，就要使用一個(gè)如下的三元組：（本地協(xié)議，本地IP地址，本地端口號(hào)） 因此通信的雙方可以使用如下六元組：（本地協(xié)議，本地IP地址，本地端口號(hào)，遠(yuǎn)程協(xié)議，遠(yuǎn)程IP地址，遠(yuǎn)程端口號(hào)） 由于通信的雙方在端到端的