網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)演示

（優(yōu)選）網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)當(dāng)前1頁(yè)，總共64頁(yè)。參考書王艷平主編《Windows網(wǎng)絡(luò)與通信程序設(shè)計(jì)》（第二版）人民郵電出版社任泰明《TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)編程》西安電子科技大學(xué)出版社謝希仁《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程》當(dāng)前2頁(yè)，總共64頁(yè)。第一章計(jì)算網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

當(dāng)前3頁(yè)，總共64頁(yè)。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)當(dāng)前4頁(yè)，總共64頁(yè)。1網(wǎng)絡(luò)的定義網(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)基本概念當(dāng)前5頁(yè)，總共64頁(yè)。自主計(jì)算機(jī)（Autonomouscomputers）互聯(lián)/互連（Interconnected）——通信物理：通信線路/網(wǎng)絡(luò)；邏輯：交換信息。當(dāng)前6頁(yè)，總共64頁(yè)。兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信AB網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議端口號(hào)端口號(hào)當(dāng)前7頁(yè)，總共64頁(yè)。用戶因特網(wǎng)ISP1ISP2因特網(wǎng)服務(wù)提供者用戶通過ISP上網(wǎng)當(dāng)前8頁(yè)，總共64頁(yè)。1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)參考模型1.OSI模型OSI/RM(OpenSystemInterconnection/ReferenceModel，開放系統(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。圖1.1OSI模型與通信流程當(dāng)前9頁(yè)，總共64頁(yè)。對(duì)等通信示例“你好”“Hello”傳真中國(guó)教師翻譯秘書“Hallo”“Hello”傳真德國(guó)教師翻譯秘書對(duì)交談內(nèi)容的共識(shí)用英語(yǔ)對(duì)話使用傳真通信P3P2P1物理通信線路當(dāng)前10頁(yè)，總共64頁(yè)。表1.1OSI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

提供數(shù)據(jù)通過的路由

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

當(dāng)前11頁(yè)，總共64頁(yè)。OSI模型的數(shù)據(jù)傳輸PHSHTHNHDHDTAH應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層發(fā)送進(jìn)程接收進(jìn)程物理傳輸媒體數(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比特流當(dāng)前12頁(yè)，總共64頁(yè)。2.TCP/IP參考模型TCP/IP的架構(gòu)OSI參考模型層次描述OSI層次號(hào)應(yīng)用層7表示層6會(huì)話層5傳輸層4網(wǎng)絡(luò)層3數(shù)據(jù)鏈路層2物理層1TCP/IP參考模型應(yīng)用層

傳輸層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)接口層當(dāng)前13頁(yè)，總共64頁(yè)。TCP/IP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）。當(dāng)前14頁(yè)，總共64頁(yè)。UDP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)當(dāng)前15頁(yè)，總共64頁(yè)。TCP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08162431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)議的首部格式當(dāng)前16頁(yè)，總共64頁(yè)。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)中的活動(dòng)，例如分組的選路。

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括:

IP協(xié)議（網(wǎng)際協(xié)議），

ARP協(xié)議（地址解析協(xié)議），

RARP（逆地址解析協(xié)議），

ICMP協(xié)議（Internet互聯(lián)網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議），

IGMP協(xié)議（Internet組管理協(xié)議）。當(dāng)前17頁(yè)，總共64頁(yè)。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)送在前當(dāng)前18頁(yè)，總共64頁(yè)。網(wǎng)絡(luò)接口層，通常包括操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和計(jì)算機(jī)中對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡。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)。當(dāng)前19頁(yè)，總共64頁(yè)。

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H5比特流注意觀察加入或剝?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H3網(wǎng)絡(luò)層首部H2鏈路層首部T2鏈路層尾部當(dāng)前20頁(yè)，總共64頁(yè)。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比特流計(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)當(dāng)前21頁(yè)，總共64頁(yè)。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)當(dāng)前22頁(yè)，總共64頁(yè)。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)輸層當(dāng)前23頁(yè)，總共64頁(yè)。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)用層當(dāng)前24頁(yè)，總共64頁(yè)。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)程當(dāng)前25頁(yè)，總共64頁(yè)。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)來的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)！當(dāng)前26頁(yè)，總共64頁(yè)。TCP/IP協(xié)議族網(wǎng)絡(luò)接口層網(wǎng)絡(luò)層ICMPIPIGMPRARPARP傳輸層TCPUDPHTTP。。。SMTPFTPTELNETSNMPTFTP。。。應(yīng)用層Port2321258016169網(wǎng)絡(luò)接口

1網(wǎng)絡(luò)接口

2網(wǎng)絡(luò)接口3當(dāng)前27頁(yè)，總共64頁(yè)。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從層次上來看數(shù)據(jù)的流動(dòng)當(dāng)前28頁(yè)，總共64頁(yè)。Windows操作系統(tǒng)的總體架構(gòu)應(yīng)用程序(EXE)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)應(yīng)用程序(EXE)驅(qū)動(dòng)程序(VXD,SYS)硬件應(yīng)用層核心層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.sys

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。當(dāng)前29頁(yè)，總共64頁(yè)。應(yīng)用層

傳輸層網(wǎng)絡(luò)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)當(dāng)前30頁(yè)，總共64頁(yè)。1.3網(wǎng)絡(luò)程序?qū)ぶ贩绞絀P地址MAC地址端口NAT當(dāng)前31頁(yè)，總共64頁(yè)。使用TCP/IP協(xié)議的互連網(wǎng)使用3個(gè)等級(jí)的地址：即物理（硬件）地址、互連網(wǎng)（IP）地址、端口地址。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)。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

地址分類當(dāng)前32頁(yè)，總共64頁(yè)。1.IP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)在全世界范圍是唯一的32位的標(biāo)識(shí)符。目前IP地址是一個(gè)32位地址(IPv4)，可以用來標(biāo)識(shí)連接在因特網(wǎng)上的每一個(gè)主機(jī)。在因特網(wǎng)上沒有兩個(gè)主機(jī)具有同樣的IP地址。下一代的IP為IPv6。當(dāng)前33頁(yè)，總共64頁(yè)。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10000000000010110000001100011111128

11331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)制記法則進(jìn)一步提高可讀性1當(dāng)前34頁(yè)，總共64頁(yè)。IP地址的編址方法分類的IP地址。這是最基本的編址方法。劃分子網(wǎng)。這是對(duì)最基本的編址方法的改進(jìn)。無分類編址（CIDR）。這是比較新的無分類編址方法。當(dāng)前35頁(yè)，總共64頁(yè)。net-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011host-id8位D類地址1

1

1

0多播地址E類地址保留為今后使用1

1

1

101當(dāng)前36頁(yè)，總共64頁(yè)。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。當(dāng)前37頁(yè)，總共64頁(yè)。TCP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地址當(dāng)前38頁(yè)，總共64頁(yè)。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::={<網(wǎng)絡(luò)號(hào)>,<子網(wǎng)號(hào)>,<主機(jī)號(hào)>}三級(jí)的IP地址--劃分子網(wǎng)當(dāng)前39頁(yè)，總共64頁(yè)。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。無分類編址--CIDR最主要的特點(diǎn)當(dāng)前40頁(yè)，總共64頁(yè)。無分類的兩級(jí)編址的記法是：

IP地址::={<網(wǎng)絡(luò)前綴>,<主機(jī)號(hào)>}掩碼無分類的兩級(jí)編址當(dāng)前41頁(yè)，總共64頁(yè)。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)無關(guān)，也即無論將帶有這個(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）。當(dāng)前42頁(yè)，總共64頁(yè)。地址解析地址解析(AddressResolution)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。當(dāng)前43頁(yè)，總共64頁(yè)。ARP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-C0-15-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-18當(dāng)前44頁(yè)，總共64頁(yè)。HA1HA5HA4HA3HA6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R2IP1→IP2IP1→IP2IP1→IP2從HA1

到HA3從HA4

到HA5從HA6

到HA2MAC幀MAC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)當(dāng)前45頁(yè)，總共64頁(yè)。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(protocolport，簡(jiǎn)稱端口)的概念，用于標(biāo)識(shí)通信的進(jìn)程。當(dāng)前46頁(yè)，總共64頁(yè)。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)都通過該端口輸出。端口是用來標(biāo)志應(yīng)用層的進(jìn)程。TCP/IP中的端口地址是16位。當(dāng)前47頁(yè)，總共64頁(yè)。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)程再通過合適的系統(tǒng)調(diào)用，將自己與該端口號(hào)聯(lián)系起來。當(dāng)前48頁(yè)，總共64頁(yè)。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-knownport)。例如，服務(wù)器提供的服務(wù)一般都是通過通用端口號(hào)來識(shí)別的，對(duì)于TCP/IP實(shí)現(xiàn)來說，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)(InternetAssignedNumbersAuthority,IANA)來管理。當(dāng)前49頁(yè)，總共64頁(yè)。4.網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換NAT

(NetworkAddressTranslation)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。

當(dāng)前50頁(yè)，總共64頁(yè)。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，如果不通過路由器它是不能被外部不同的IP網(wǎng)段訪問到的。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RFC1918中定義的NAT專用地址：；；。其中地址最常用也是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概念當(dāng)前51頁(yè)，總共64頁(yè)。52NAT的工作原理當(dāng)前52頁(yè)，總共64頁(yè)。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)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)。當(dāng)前53頁(yè)，總共64頁(yè)。NAT類型NAT有三種類型：靜態(tài)NAT（staticNAT）、NAT池（pooledNAT）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。當(dāng)前54頁(yè)，總共64頁(yè)。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，通信的兩個(gè)進(jìn)程間相互作用的主要模式是客戶機(jī)/服務(wù)器模式(Client/ServerModel)。客戶機(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)當(dāng)前55頁(yè)，總共64頁(yè)。

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)器程序通常事先已經(jīng)啟動(dòng)，并在一個(gè)眾所周知的端口監(jiān)聽對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求?？蛻魬?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。ClientInternetServer當(dāng)前56頁(yè)，總共64頁(yè)。

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。客戶機(jī)之間可以通過服務(wù)器中轉(zhuǎn)通信。

服務(wù)器方有一個(gè)固定的、公開的地址，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。當(dāng)前57頁(yè)，總共64頁(yè)。

網(wǎng)絡(luò)程序中通信雙方的標(biāo)識(shí)