CMU CSAPP笔记 第十一章

基本网络知识

• 客户端和服务器
  • 客户端和服务器都是进程
  • 一台主机可以同时运行多个不同的客户端和服务器，一个客户端和服务器的事务可以运行在不同的主机
• 网络系统层次
  • LAN（局域网）
    • Ethernet（以太网）
  • WAN（广域网）

    

  

• 数据的传输过程

  

• TCP/IP协议
  • IP
    • 基本的命名方法和递送机制
    • IPv4和IPv6
      • 最初的互联网协议使用32位地址，称位IPv4，而IPv6有128位地址
    • IP地址通常以一种点分十进制来表示
      • 128.2.194.242就是地址0x8002c2f2
  • UDP
    • 不可靠数据报协议
    • 使得包可以在进程间而不是主机间传递
  • TCP
    • 提供进程间可靠的双向链接
• 域名
  • 从后往前解析
  • 通过一个叫做DNS的分布式数据库来维护
  • 将IP地址与域名映射
    • 一个IP地址可以映射到多个域名，一个域名也可以映射到多个IP地址
    • 每个主机都有本地域名localhost
    • 通过Linux下的nslookup命令可以查看域名对应的IP地址

Socekt

• socket（套字节）
  • 套字节地址：IP地址：端口
    • 例如199.16.156.198：80
  • 端口分为临时端口和知名端口
    • 客服端一般为临时端口，服务器一般为知名端口，有相应的服务名
    • WEB服务器端口通常为80（http），电子邮件端口为25(smtp)
    • 端口为16bit整数
• socket接口
  • socket从Linux程序角度来看就是一个file descriptor
  • 地址结构

    

• 服务器和客户端的连接过程
  • 服务器和客户端都调用socket函数创建文件描述符
  • 服务器调用bind函数准备连接
  • 由于默认socket描述符用于客户端，服务器调用listen函数将其转变为监听描述符，这个描述符服务器自开机运行只创建一次
  • 最后调用accept函数等待服务器请求到达，返回已连接描述符，这个描述符每当一个服务器和客服端连接就创建一个
    • 区分监听和已连接的目的是创建并发服务器，同时处理多个客户端
  • 同时客户端（用户）调用connect函数准备连接，打开clientfd描述符
  • 当客户端断开后，将会向服务器发送EOF结束符，服务器收到后关闭
    • EOF实质上不是一个字符，而是一个内核检测的条件
• listen函数返回的监听描述符和accept返回的已连接描述符是不同的
  • 前者在服务器开始运行的整个周期内只有一个，后者每和一个客户端连接就产生一个
  • 这样是为了一个服务器可以和多个客户端连接，从而实现并发服务器
• 如图， 可以用open_clientfd和open_listenfd函数封装这些函数

• getaddrinfo函数
• 可以编写独立于特定版本的IP协议的网络程序
• 将主机名，主机地址，服务名和端口号转换为套字节地址结构

WEB服务器

• web服务器向客户端提供的内容
  • 每条服务器返回的内容都和他管理的某个文件相关联，这些文件都有一个唯一的名字URL
    • 例如： http://www.google.com:80/index.html
    • 客服端使用到端口前的部分(http://www.google.com:80)，服务器使用端口后的部分(/index.html)
    • 默认端口为80
    • 端口后不加后缀默认为补全缺失的 ‘/’ 并取出网站的主页
  • 静态内容
    • 读取服务器上的磁盘文件并返回给客户端
    • 例如 http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616.html
  • 动态内容
    • 运行一个可执行文件并将输出返回给客户端
      • 例如 http://add.com/cgi-bin/adder?15213&18213

HTTP事务

• HTTP请求
  • 首先要连接服务器和客户端
  • 格式：method URI version
  • method一般为 GET
  • URI为URL端口后面的部分
  • version为HTTP版本，一般为HTTP/1.0或HTTP\1.1
• HTTP响应的常见状态码

• 传递动态内容
  • ？分割文件名和参数
  • 每个参数用 & 隔开
  • 举例：

    GET /adder?1500&213 HTTP/1.1