山海关城乡建设局网站,做网站练手,网络免费,国内重大新闻2022上集回顾#xff1a;
上一篇博客中讲述了应用层如何自定义协议#xff1a;确定传输信息#xff0c;确定数据格式
应用层也有一些现成的协议#xff1a;HTTP协议
这一篇博客中来讲述传输层协议
传输层
socket api都是传输层协议提供的#xff08;操作系统内核实现的了…上集回顾
上一篇博客中讲述了应用层如何自定义协议确定传输信息确定数据格式
应用层也有一些现成的协议HTTP协议
这一篇博客中来讲述传输层协议
传输层
socket api都是传输层协议提供的操作系统内核实现的了IP地址确定主机网络层提供的概念端口号主机上的应用程序传输层提供的概念端口号是一个整数2个字节表示的无符号整数0 - 65535 1024的端口号拿出来称为“知名端口号”把这些端口号分配给一些比较知名的服务器程序作为这些服务器的“默认端口号”同一个机器上同一时刻内端口号不能重复被绑定 如何确认在当前机器上某个端口号是否被其他进程使用了呢
netstat命令查询出当前主机上是否使用8080端口的进程 后面就是绑定了主机端口的进程的id之前绑定端口号的时候没有做特殊指定就把ipv4和ipv6两个协议的ip地址的9090都给绑定了此时意味着客户端可以使用ipv4来访问也可以使用ipv6来访问也可以增加一些选项只针对ipv4和ipv6来帮顶
两个进程不能同时绑定同一个端口号除非一个是UDP一个是TCP但是如果是两个UDP或者两个TCP就会出现绑定失败的情况了有一个进程A同时绑定100001000110002是可以的但是不能一个端口号同时被多个进程所绑定
一个进程绑定多个端口号比较常见
一个服务器程序首先服务器需要有一个端口号给客户端提供服务这样的端口称为”业务端口“给普通用户使用的如果程序员需要对这个服务器进行更精细的控制比如控制让这个服务器重新加载配置/开启某个功能/重新启动/重新加载数据/修改某个选项设定这样的操作经常会通过网络来进行操作服务器就会另外绑定一个端口号称为“管理端口”程序员想对这个服务器进行管理操作就通过管理端口给服务器发送一些对应的请求服务器执行对应的逻辑搞个后门给指定用户的账户余额增加1000这样的操作势必要通过管理端口不能通过业务端口日常开发会遇到一些bug需要去查看服务器的一些运行状态比如服务器中的一些关键的变量是什么样的值服务器不能直接用调试器去调试调试器一调试就会把服务器阻塞住无法给别的客户端提供服务了也会通过网络的方式给服务器发调试请求服务器返回对应的关键信息称为“调试接口”
传输层主要为两个协议UDP无连接不可靠传输面向数据报全双工和TCP有连接可靠传输面向字节流全双工
UDP
学习一个网络协议最主要就是学习报文格式对于UDP协议来说应用层数据到达UDP之后就会给应用层数据报前面拼装上UDP报头
UDP结构
UDP数据报 UDP报头 UDP载荷 UDP各个部分
每个部分都有特定的含义UDP长度描述了整个UDP数据报占多少个字节UDP长度描述了整个UDP数据报占多少个字节通过UDP长度就能知道当前载荷一共是多少字节 64kb一个UDP数据报最长就是64KB不能更长了有点短了使用UDP开发程序就会有很大的制约确保传输的单个数据报不能超过64KB Question既然UDP有上述限制为啥发明UDP的大佬不对UDP做出改进升级呢比如把报头中报文长度字段改成4字节或者更长呢 Answer最初UDP诞生上个世纪70年代当时设计成2个字节64KB是比较充裕的升级上述的报头不是技术问题而是zz问题升级到更高的字节数成本非常高单个主机升级是没有意义的需要对端也一起升级世界上任何一个主机都可能是发送端也都可能是接收端要升级就得全世界所有的主机一起升级所以相比于对UDP升级未来诞生新的协议取代UDP可能是更靠谱一些 UDP校验和
关于校验和checksum
比特翻转 0101二进制数据电信号光信号电磁波本来你传输的是0时机到了对端变成了1或者本来传的是1到了对端变成了0此时如果传输过程中遇到了一个变化的磁场此时就会可能把本来的低电平变成高电平/高电平变成低电平再比如光信号也可能会收到一些高能离子束的影响
此时就需要能够有办法对传输的数据进行校验
能够发现是否出错最好能发现是哪一位出错并且能够进行纠错代价大
本质都是要引入额外的冗余信息在UDP中校验和只能够做到第一层发现是否有错
假设多个bit位都发生改变导致错误的数据和之前正确的数据得到了相同的数据和理论上存在实际上出现的概率非常低主机A通过校验和转过去UDP数据报B在这边按照同样的算法针对数据内容再算一遍校验和得到校验和2此时如果不一致就说明传输出现问题了比特翻转了
UDP中使用的CRC算法进行校验和CRC是一个简单粗暴的计算校验和的方式循环冗余校验设定2个字节的变量把数据的每个字节取出来往这个变量上进行累加如果结果溢出超出2个字节溢出部分就舍弃从AI中可以得出 循环冗余检查Cyclic Redundancy CheckCRC是一种广泛用于错误检测的算法尤其是在数据通信和存储领域UDP协议中使用的校验和计算方法与CRC算法类似但并不完全相同UDP校验和的计算方法是基于多项式算法的它使用CRC的思想但具体的实现和多项式可能有所不同 UDP校验和的计算过程大致如下 准备数据将UDP数据报的伪首部、首部和数据部分连续排列起来形成一个待校验的数据序列选择多项式选择一个预定义的二进制多项式这个多项式用于计算CRC在UDP中通常使用的是CRC-16或CRC-32多项式如CRC-16-CCITT或CRC-32标准多项式除法运算将待校验的数据序列视为一个大的二进制数然后将这个二进制数除以选定的多项式这个除法运算是在模2算数下进行的也就是说不使用进位得到余数除法运算的余数就是CRC校验和这个余数通常是一个固定长度的二进制数例如16位或32位附加校验和将计算得到的余数CRC校验和附加到UDP数据报的首部校验和字段中接收端验证接收端收到UDP数据报后使用相同的多项式对数据报进行同样的除法运算如果余数为零则认为数据报在传输过程中没有发生错误如果余数非零则认为数据报可能已经损坏 UDP校验和的计算方法可以有效地检测出数据在传输过程中的意外变化包括单个比特的错误、双比特的错误以及数据的丢失和重复然而它不能检测到所有的错误类型比如数据的顺序错误也不能对错误进行纠正 需要注意的是UDP校验和是可选的并且在某些情况下可能被禁用此外由于网络环境的复杂性即使校验和检测到错误UDP协议也不会采取任何纠正措施如重传数据报这是UDP作为无连接、不可靠传输协议的特点 除了CRC算法还有一个比较常见的方法md5md5是一个比较广泛的方法最初就是一个字符串hash算法
MD5特点
定长无论输入的内容是多长得到的结果一定是固定长度分散输入的内容哪怕只改变一点点最终结果都会差异很大不可逆通过原数据计算md5成本很低
通过在线md5加密网站 12345689通过md5加密可得 8E16EF456BC3698E7E568D1ED923206D 还有另一个比较常见的hash算法 sha1算法 123456789通过sha1加密可得 F7C3BC1D808E04732ADF679965CCC34CA7AE3441 UDP现在最主要的用途
应用于对于性能要求比较高但是对于可靠性要求不高的场景
分布式系统中多个服务器之间的相互通信多个机器在同一个机房里网络结构简单 带宽充裕
没有硬盘的电脑网吧的电脑网吧的电脑的硬盘都是通过网络映射的网吧有个服务器硬盘很大所有的网吧的电脑的硬盘都是从这个服务器这里映射过来去网吧如何不通过网管就能开机器都是有技巧的
