网络编程详解:MAC、IP、端口与域名地址解析
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更新于2024-08-25
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该资源主要讨论了网络中的各类地址,包括物理地址(MAC地址)、逻辑地址(IP地址)、端口地址以及域名地址,并涉及到TCP/IP协议在Linux/UNIX网络编程中的应用。书中作为21世纪高等院校计算机科学规划教材,由甘刚主编,适合已掌握C语言、TCP/IP协议、操作系统原理及Linux基本使用的读者学习。内容涵盖基本的C/S服务模型、OSI与TCP/IP模型、网络编程接口以及协议封装和分用过程。
在详细说明部分,网络中的地址类别是网络通信的基础:
1. 物理地址:MAC地址,是由48位二进制组成,通常以冒号或短横线分隔的12位十六进制数表示,用于标识网络设备在网络介质层的唯一身份。
2. 逻辑地址:IP地址,分为IPv4和IPv6,是互联网上的主机标识。IPv4由32位二进制组成,通常写成4个十进制数,每部分范围0-255,用点分十进制表示;IPv6则有128位,以8组16位表示,通常用冒号分隔的16进制数表示。
3. 端口地址:应用程序通过端口号进行通信,0-65535的端口号分配给不同的服务,其中0-1023是预留的知名端口,由IANA管理。
4. 域名地址:通过DNS(域名系统)将人类可读的域名转换成IP地址,便于记忆和使用。
TCP/IP协议在Linux/UNIX网络编程中的应用广泛,涉及到如TCP和UDP两种传输层协议:
- TCP(传输控制协议)提供面向连接的服务,确保数据的可靠传输,包括顺序传输、错误检测和重传机制。TCP头部包含源端口、目的端口、序列号、确认号等多个字段,以确保数据的正确接收。
- UDP(用户数据报协议)则是一种无连接服务,它不保证数据的可靠传输,适用于对实时性要求高的应用,如视频流媒体。UDP头部简单,只包含源和目的端口以及长度和校验和字段。
书中还介绍了OSI模型和TCP/IP模型,前者分为7层,后者简化为4层,两者在实际应用中,TCP/IP模型更为常见。
网络编程接口允许开发者通过编程直接与底层网络协议交互,实现数据的发送和接收。在数据封装过程中,用户数据会依次加上应用层、传输层、网络层和数据链路层的头部,形成数据包,然后通过网络介质发送。在接收端,数据包会逐层解封装,根据头部信息(如以太网首部中的帧类型、IP首部中的协议类型和TCP或UDP首部中的端口号)分发到相应的应用程序。
此外,文件还提到了FTP(文件传输协议)作为网络服务的例子,以及ARP(地址解析协议)和RARP(反向地址解析协议)在网络层的作用,以及ICMP(Internet控制消息协议)、IGMP(因特网组管理协议)在网络中的功能。
这个资源提供了全面的网络通信基础知识,对于理解网络工作原理和进行网络编程具有重要的参考价值。
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杜浩明
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