《网络编程初步》课件.pptVIP

*******************网络编程初步欢迎来到网络编程的世界！课程介绍课程目标帮助学生掌握网络编程的基础知识和基本技能。课程内容涵盖网络编程的基本概念、常用协议、编程技术和常见应用。网络编程概述网络编程是指使用编程语言开发应用程序，以利用网络资源进行通信和数据交换。网络编程涉及许多关键概念，包括IP地址、端口、协议、套接字等，以及各种网络编程模型和技术。网络编程基础1网络模型了解网络模型，如TCP/IP模型或OSI模型，有助于理解网络通信的机制。2数据传输学习数据在网络中如何传输，包括数据报文的封装和解封装。3网络协议掌握常见的网络协议，如TCP、UDP、HTTP，以及它们的工作原理。IP地址概念网络中设备的唯一标识类型IPv4，IPv6格式点分十进制，例如：端口网络服务入口端口号是用来标识网络服务的，每个网络服务都使用一个唯一的端口号来识别。例如，网页服务器通常使用端口80。数据传输路径数据在网络中传输时，会经过不同的端口，端口就像一个路口，指示数据流向哪个网络服务。协议TCP/IP传输控制协议/网际协议(TCP/IP)是互联网的核心协议族，定义了数据在网络中传输的规则和标准。HTTPS超文本传输安全协议(HTTPS)基于TCP协议，并添加了SSL/TLS加密层，提供安全可靠的网络连接。HTTP超文本传输协议(HTTP)用于在Web浏览器和Web服务器之间传输数据，定义了网页请求和响应的格式。套接字编程基本概念套接字是一种用于网络通信的抽象接口，它隐藏了底层网络协议的复杂性，简化了程序员的开发工作。网络通信模型套接字编程提供了两种常见的网络通信模型：客户端-服务端模型和对等模型。编程语言支持大多数现代编程语言都提供了套接字编程库，例如Python的socket库和Java的包。TCP/IP协议传输控制协议(TCP)TCP是一种面向连接的协议，它提供可靠的、有序的数据传输。TCP确保数据包按顺序到达目的地，并处理数据包丢失和重复。互联网协议(IP)IP是一种无连接的协议，它负责将数据包从源主机传递到目标主机。IP不保证数据包的顺序到达，也不处理数据包丢失。UDP协议速度快，效率高，数据传输速率比TCP协议高。无连接，不进行连接确认，数据传输没有连接建立和断开过程。不可靠，不保证数据传输的可靠性，数据可能丢失或乱序。网络协议栈网络协议栈是一种分层体系结构，它将复杂的网络通信任务分解为一系列独立的协议层。每层协议负责处理特定类型的数据和通信功能，并与上一层和下一层协议交互。例如，应用层协议处理网络应用程序之间的通信，而网络层协议负责数据包路由和传输。协议栈的层次结构允许网络设备和应用程序独立地开发和更新，而不会影响其他层的功能。这使得网络更加灵活和易于管理。客户端-服务端模型1客户端请求服务2服务端提供服务3网络连接建立连接套接字API创建套接字创建套接字是网络编程的第一步，用于建立网络连接。连接与绑定连接到服务器或绑定到指定端口，为数据传输做准备。数据传输使用套接字API发送和接收数据，实现网络通信。套接字编程实例1服务器端创建套接字、绑定地址、监听连接、接受连接、处理请求、发送响应、关闭连接。2客户端创建套接字、连接服务器、发送请求、接收响应、处理响应、关闭连接。并发服务响应多个请求并发服务可以同时处理来自多个用户的请求，提高服务效率和用户体验。提高资源利用率通过并发处理，可以充分利用系统资源，例如CPU、内存和网络带宽。增强系统可靠性并发服务可以容忍部分组件故障，确保服务持续运行。多线程编程并行执行多线程允许多个任务同时执行，提高程序效率。资源共享线程共享同一个进程的内存空间和资源，方便数据交互。响应速度多线程可以提高程序的响应速度，避免单线程阻塞导致的卡顿。同步与异步1同步同步是指在执行完一个操作后，才会执行下一个操作。例如，当一个线程执行完一个方法后，它必须等待方法执行完毕才能继续执行其他操作。2异步异步是指一个操作可以不等待上一个操作完成就执行。例如，一个线程可以发送一个请求，然后继续执行其他操作，当请求完成后会通知它。阻塞与非阻塞阻塞I/O线程等待数据准备完成，在此期间无法执行其他任务，就像交通堵塞一样。非阻塞I/O线程可以立即获得结果，即使数据未准备就绪，就像高速列车一样。I/O模型阻塞I/O进程阻塞等待数据，直到数据到达，效率低。非阻塞I/O进程立即返回，即使数据未到达，效率高，但需要轮询