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05计算机网络相关概念

时间：2024-12-09 23:33:24浏览次数：3  
标签：架构 请求 网段 05 计算机网络 概念 服务器 浏览器 客户端

网络开发的两大架构：CS架构，BS架构（c是client客户端，s是server服务端，b是brower浏览器）

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BS架构（Browser/Server Architecture）

定义

BS架构，即浏览器/服务器架构，是一种基于Web的分布式计算模型，其中浏览器作为客户端，服务器作为服务端。在这种架构中，浏览器负责向服务器发送请求，并接收服务器返回的响应。服务器则负责处理浏览器的请求，并返回相应的结果。BS架构通常用于构建Web应用程序，如在线购物网站、社交媒体平台、在线银行系统等。

工作原理

  1. 客户端发送请求：用户在浏览器页面提交表单操作或点击链接等，向服务器发送请求，等待服务器响应。
  2. 服务器端处理请求：服务器端接收并处理请求。Web服务器解析请求后，调用相应的业务逻辑进行处理，并生成响应数据。
  3. 服务器端发送响应：服务器端将处理后的响应数据（如网页文件、图片、声音等）返回给浏览器。
  4. 浏览器解释执行HTML文件：浏览器接收到响应数据后，解释执行HTML文件，呈现用户界面供用户查看。

分层结构

BS架构通常分为三层：

  1. 表现层：即客户端，主要负责用户界面的显示和用户输入的收集。由于用户无需安装客户端，因此表现层面向的是大范围的用户，界面设计得相对简单且通用。在B/S架构中，浏览器充当了客户端的角色，用户通过浏览器向服务器发送请求并接收服务器的响应。
  2. 逻辑层：即Web服务器，扮演着信息传送的角色。当用户想要访问数据库时，会首先向Web服务器发送请求。Web服务器收到请求后，会解析请求并调用相应的业务逻辑进行处理，然后向数据库服务器发送访问数据库的请求。这个请求通常是以SQL语句的形式实现的。
  3. 数据层：即数据库服务器，负责存储和管理系统的数据。当数据库服务器收到Web服务器的请求后，会对SQL语句进行处理，并将返回的结果发送给Web服务器。Web服务器再将收到的数据结果转换为HTML文本形式发送给浏览器，供用户查看。

优势

  1. 简化客户端：由于所有的业务逻辑都由服务器完成，客户端只需负责界面的显示和用户输入的收集，因此大大简化了客户端的开发和维护。
  2. 跨平台性：B/S架构基于Web技术，因此具有跨平台的特性。用户只需通过浏览器即可访问系统，无需考虑操作系统的差异。
  3. 易于维护和扩展：由于系统的核心部分集中在服务器上，因此维护和扩展变得更加容易。只需对服务器进行升级或添加新功能，即可实现系统的整体升级和扩展。
  4. 降低成本：B/S架构无需安装客户端软件，因此降低了用户的成本。同时，由于系统的开发和维护都集中在服务器上，也降低了开发成本。

缺点

  1. 表现性较差：要达到C/S程序的程度需要一定的精力。
  2. 在速度和安全性设计上成本较高：B/S架构最大的问题。
  3. 客户端服务器端的交互是请求 - 响应形式：常常动态刷新页面，响应速度明显减少（Ajax能够一定程度上处理这个问题）。没办法实现分页显示，给数据库访问导致较大的压力。
  4. 功能弱化：难以实现传统形式下的特殊功能需要。

CS架构（Client/Server Architecture）

定义

CS架构，即客户端/服务器架构，是一种分布式计算模型，其中客户端和服务器之间通过网络进行通信。在这种架构中，客户端负责向服务器发送请求，并接收服务器返回的响应。服务器则负责处理客户端的请求，并返回相应的结果。CS架构通常用于构建大型的网络应用程序，如Web应用程序、电子邮件系统、数据库管理系统等。

工作原理

在C/S结构中，应用程序分为两部分：服务器部分和客户端部分。服务器部分是多个用户共享的信息与功能，执行后台服务，如控制共享数据库的操作等；客户端部分为用户所专有，负责执行前台功能，在出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。客户端通过局域网与服务器相连，接受用户的请求，并通过网络向服务器提出请求，对数据库进行操作。服务器接受客户端的请求，将数据提交给客户端，客户端将数据进行计算并将结果呈现给用户。服务器还要提供完善安全保护及对数据完整性的处理等操作，并允许多个客户端同时访问服务器，这就对服务器的硬件处理数据能力提出了很高的要求。

分层结构

CS架构可以有两层结构或三层结构：

  1. 两层结构：客户端层和数据库层。这种分层结构简单，易于理解，代码编写相对容易。但存在可扩展性差、可维护性差、安全性差、稳定性差等缺点。例如，若数据库地址发生变化，所有客户端配置都需要修改；没有任何安全保障，一旦中毒，后果不堪设想；代码逻辑混合在一起，bug容易增多，且不好复现。
  2. 三层结构：表示层、功能层和数据层。表示层是应用的用户接口部分，用于检查用户从键盘等输入的数据，并显示应用输出的数据；功能层相当于应用的本体，将具体的业务处理逻辑编入程序中；数据层就是数据库管理系统，负责管理对数据库数据的读写。三层结构具有易扩展、易维护、安全性高、稳定性强等优点，但代码复杂，需要较高的编码水平，且不易迁移。

优势

  1. 性能高效：由于客户端直接与服务器进行数据交换，没有中间层的延迟，因此响应速度快，能够处理大量数据和复杂业务逻辑。
  2. 界面丰富：客户端可以提供高度定制化的用户界面和操作体验，支持更复杂的图形界面和操作功能。
  3. 安全性较高：可以通过自定义协议和多层认证机制确保数据传输的安全性，尤其是在局域网环境中更为安全。
  4. 离线操作：在设计允许的情况下，客户端可以在离线状态下工作，之后同步数据到服务器，适合无网络或网络不稳定环境。
  5. 协议灵活：开发者可以自由选择或设计通信协议，以适应特定需求，提高系统效率和安全性。
  6. 支持分布式、并发环境：C/S架构支持分布式、并发环境，可以有效地提高资源的利用率和共享程度。
  7. 服务器端管理：服务器集中管理资源，有利于权限控制和系统安全。

缺点

  1. 高昂的维护成本：每次更新或升级软件时，都需要在每个客户端上单独进行，部署和维护工作量大。
  2. 依赖性强：客户端必须安装特定软件，对硬件和操作系统可能有特定要求，限制了使用的灵活性。
  3. 扩展性有限：对于远程访问或大规模分布式部署不够友好，通常更适合于局域网环境。
  4. 资源消耗：客户端需要相对较高的系统资源来运行应用程序，特别是在功能复杂的情况下。
  5. 用户入门门槛：用户需要安装客户端软件，对于非技术用户可能存在一定的使用障碍。
  6. 开发和测试成本高：由于客户端的不同操作系统和硬件环境导致开发和测试成本较高。
  7. 表达能力较弱：在大多数C/S风格的系统中，构件之间的连接通过（远程）过程调用，接近于代码一级，表达能力较弱。
  8. 跨平台性差：C/S架构的客户端软件通常需要针对特定的操作系统进行开发，因此跨平台性较差。
    B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）架构和C/S（Client/Server，客户端/服务器）架构是两种常见的软件架构模式，它们在现代软件开发中都有广泛的应用。虽然它们在设计理念、实现方式和应用场景上有所不同，但也存在一些联系和相互影响的关系。

一、B/S架构与C/S架构的对比

对比维度 C/S架构 B/S架构
交互方式 专用客户端软件交互 通过浏览器进行交互
维护更新 客户端需单独更新和维护 服务器端统一更新，客户端无需特别操作
安全性 安全性较高，可实现复杂的安全控制 安全性相对较低，需要通过各种安全措施加以强化
扩展性 扩展性较差，需在每个客户端上进行软件更新 扩展性强，只需在服务器端部署新功能即可
适用场景 企业内部应用，客户端功能复杂 广泛用于Web应用开发和互联网服务
对硬件环境要求 客户端和服务器端都需要一定硬件资源，客户端需具备计算能力和存储空间，服务器端需高性能CPU、大容量内存等 客户端只需一个浏览器，对硬件要求低，服务器端需要较高计算能力和存储空间
个性化能力 强 低
响应速度 快 较慢
跨平台性 依赖客户端软件，跨平台性较差 基于Web技术，跨平台性强
软件重用性 构件重用性不如B/S架构下的构件 构件相对独立，重用性较好
系统维护 维护和管理难度较大，升级难 维护简单，系统开销小

二、B/S架构与C/S架构的联系

  1. B/S架构是对C/S架构的改进

    • B/S架构是随着Internet技术的兴起，对C/S架构的一种变化或者改进的架构。
    • 在B/S架构下，用户工作界面通过WWW浏览器来实现，而C/S架构中客户端通常有专门的用户界面程序。例如，早期的企业管理系统多采用C/S架构，客户端程序功能丰富但维护成本高，后来随着Web技术发展，部分功能迁移到服务器端，形成B/S架构，降低了客户端维护成本。

  2. 二者都有客户端 - 服务器的交互模式

    • 无论是B/S架构还是C/S架构，都存在客户端和服务器端的交互。在C/S架构中，客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回结果，如数据库客户端软件向数据库服务器请求数据。在B/S架构中，浏览器作为客户端向服务器发送请求，服务器处理后将结果返回给浏览器，如用户在浏览器中访问网页时，浏览器向Web服务器请求页面内容。

  3. 在某些场景下的融合应用

    • 一些大型企业应用可能会同时采用B/S和C/S架构的特点。例如，企业内部的办公系统，对于一些核心业务功能，如数据处理、复杂的业务逻辑计算等，可能采用C/S架构来保证性能和安全性；而对于一些信息查询、简单的流程审批等功能，可以采用B/S架构，方便员工通过浏览器随时随地访问，提高系统的易用性和可维护性。

  4. 技术发展促使二者相互借鉴

    • 随着技术的发展，B/S架构和C/S架构也在不断演变和融合。例如，B/S架构中的一些技术，如Ajax（Asynchronous JavaScript and XML）技术，可以在一定程度上提高B/S架构应用的响应速度和用户体验，这是借鉴了C/S架构中客户端本地处理的优势；而C/S架构也在向更加模块化、可维护性强的方向发展，借鉴了B/S架构中服务器端集中管理的优点。

B/S架构和C/S架构各有优缺点，没有绝对的哪种更好，而是在不同的应用场景下各有优势。以下是两种架构的对比：

对比维度 B/S架构 C/S架构
维护成本 低，只需更新服务器端 高，每次更新需更新所有客户端
跨平台性 强，只需浏览器支持 差，需针对不同操作系统开发
个性化能力 低，界面相对简单 高，界面丰富，操作体验好
响应速度 较慢，受网络影响大 快，客户端处理能力强
安全性 较低，数据存储在服务器 高，可实现多层认证
适用场景 企业官网、电子商务平台等 企业内部系统、金融交易系统等
开发成本 相对较低，无需开发多个客户端版本 高，需针对不同客户端开发
离线操作 差，依赖网络 强，可离线工作
对服务器要求 高，数据处理在服务器端 低，客户端分担数据处理
部署难度 低，只需部署服务器端 高，需在每个客户端安装软件

从上表可以看出，B/S架构在维护成本、跨平台性、开发成本和部署难度上具有优势，适合企业官网、电子商务平台等场景；而C/S架构在个性化能力、响应速度、安全性和离线操作上表现更好，适合企业内部系统、金融交易系统等场景。

选择建议

  1. B/S架构的适用场景

    • 当需要广泛的跨平台支持、较低的维护成本和快速部署时，B/S架构是更好的选择。例如，一个面向全球用户的在线教育平台，用户可以通过各种设备和操作系统访问，B/S架构能够满足这种需求。

  2. C/S架构的适用场景

    • 当需要高度个性化的用户界面、快速响应速度、强大的离线功能和高安全性时，C/S架构更为合适。例如，银行的网上银行系统，需要处理大量的交易数据，对安全性和响应速度要求极高，C/S架构能够更好地满足这些需求。

  3. 综合考虑

    • 在实际应用中，也可以考虑结合两种架构的优点，采用混合架构。例如，对于一个大型企业的信息系统，可以在内部使用C/S架构来保证数据处理的效率和安全性，同时提供B/S架构的外部接口，方便外部用户访问部分信息。

基础概念

#一台主机有两个重要标识:
(1)mac地址:标记一台机器的物理地址  (不可变)
(2)ip 地址:#标记一台机器的逻辑地址 (可变)

#IP地址是指互联网协议地址（英语：Internet Protocol Address，又译为网际协议地址），是IP Address的缩写。ip地址用来标记网络上的每一台主机,方便在收发数据,网络请求时能够找到响应;
	
#ip地址分为两种 ipv4 和 ipv6： 分类ipv4 和 ipv6：	
	ipv4地址是一个32位的二进制数
	ipv6地址是一个128位的二进制数
    
    ipv4:  以4段点分十进制表示   X.X.X.X  => 范围
        0.0.0.0 ~ 255.255.255.255 地址范围2^32-1
    ipv6 : 以8段冒分十六进制表示 X:X:X:X:X:X:X:X => 范围
        0:0:0:0:0:0:0:0 ~ FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 地址范围2^128-1
    ip地址的最后一位0或者255 两个数字不能用，一般最后一位0表达的是网段，255代表广播地址

#网段 : 网段的作用,主要用来划分同一区域里的某些机器是否能够互相通信。在一个网段里可以不通过因特网,直接对话
       判别的依据：如果IP地址和子网掩码相与得到的值相同就是同一网段	   
	   
#内网 : 以下地址为预留地址，永远不会被当做公网ip来分配
    192.168.0.0 - 192.168.255.255
    172.16.0.0 - 172.31.255.255
    10.0.0.0 - 10.255.255.255
    
#外网 :
	在任何地方都可以访问的就是外网(排除防火墙的因素)
	
#子网掩码:区分网段和主机
	255.255.255.0   / 255.255.0.0 /  255.0.0.0
	ip1:192.168.10.12  ip2:192.168.1.16
	
#端口:"端口"是英文port的意译,是具体某个程序与外界通讯的出口。 取值范围:0~65535 
      使用时至少8000以上    访问地址加端口:192.168.2.1:8000
      
#局域网:在同一区域内由多台计算机互联形成通讯。【具有可重复的内网ip】
#广域网:在不同区域内有多台计算机互联形成通讯。【具有唯一的公网ip】
#交换机:对同一网段的不同机器之间进行数据转发的设备     [每一台机器和交换机相连,形成通信]
#路由器:对不同网段的不同机器之间进行数据转发的设备     [每一个局域网和路由器相连,形成通信]

#arp协议:每台主机都有arp缓存表 ,主要作用通过ip找mac的一个协议规则 
       【实现方式：通过交换机一次广播,一次单播找到的】

osi七层模型

人们按照分工不同把互联网协议从逻辑上划分了层级: osi4层,osi5层,osi7层 三类模型
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局域网模型

局域网内,各个主机的通讯

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广域网模型

广域网内,各个主机的通讯

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# # ### 1.网络开发两大架构
# 网络开发两大架构：<BS>和<CS>架构
# c是<client>，s是<server>，b是<brower>
#
# 早期数据交互的格式是<没有网络>的
#
#
# 两个文件之间的数据交互需要通过<第三个文件>
# a,b文件同时和c文件交互,
# a文件把数据先存放c文件中
# b文件从c文件取,反之亦然
#
# <socket> (<套接字>) 是一个<收发数据的工具>
#
# 有了网络之后
# a文件中的数据,通过网络协议,转化101010...二进制进行发送
# a文件借助socket发送数据
# b文件借助socket接受数据
#
# # 二大架构
# c/s 架构 :
# 	c => client (客户端)
# 	王者荣耀 微信 qq wow dnf ...
# 	s => server (服务端)
# 	天河三号 (百亿亿次)
#
# B/S 架构 :
# 	b => Brower  (浏览器)
# 	谷歌,火狐,360,ie
# 	通过输入网址,访问对方的服务器,对方服务器响应之后,把数据返回,浏览器通过返回的数据,渲染页面,看到最后的结果
# 	s => server (服务端)
# 	一旦开启,永不关机(除非宕机)
#
# 在未来,更倾向于使用<B/s架构>,成为新的趋势
# 小程序: 微信小程序, 支付宝小程序
# (1) 省去复杂下载安装环节,节省手机电脑的空间
# (2) 因为手机带来的便捷性,随时随地使用到想要的应用,提升用户的满意度
#
#
# # ### 2.网络的概念
# """
# 网段的作用:
# 			主要用来划分同一区域里的某些机器是否能够互相通信。
# 			在一个网段里可以不同过因特网,直接对话
# 判别的依据：
# 			如果IP地址和子网掩码相与得到的值相同就是同一网段
# """
# """
# 逻辑与
# 全真则真,一假则假
# 逻辑或
# 一真则真,全假则假
# """
#
# ip1: 192.168,11.251
# 子网掩码:255.255.255.0
# 11000000  10101000  00001011  11111011
# 11111111  11111111  11111111  00000000
# 11000000  10101000  00001011  00000000  => 192.168.11.0 (网段)
#
# ip2: 192.168,12.35
# 子网掩码:255.255.255.0
# 11000000  10101000  00001100  00100011
# 11111111  11111111  11111111  00000000
# 11000000  10101000  00001100  00000000  => 192.168.12.0 (网段)
#
#
# ip1: 192.168,11.251
# 子网掩码:255.255.0.0
# 11000000  10101000  00001011  11111011
# 11111111  11111111  00000000  00000000
# 11000000  10101000  00000000  00000000  => 192.168.0.0 (网段)
#
# ip2: 192.168,12.35
# 子网掩码:255.255.0.0
# 11000000  10101000  00001011  11111011
# 11111111  11111111  00000000  00000000
# 11000000  10101000  00000000  00000000  => 192.168.0.0 (网段)
# 下面的网络相同,意味着可以互相通信;
#
# # ### (3) 端口
# """端口:具体某个程序与外界通讯的出口   取值范围:0~65535  """
# 192.168.2.1:8000  访问这个世界上任何一个电脑里的任何一个软件
# 自定义端口时,最好命名8000以上的端口号
# https://blog.csdn.net/l_smalltiger/article/details/81951824
#
#
# 20 : FTP文件传输协议(默认数据口)
# 21 : FTP文件传输协议(控制)
# 22 : SSH远程登录协议
# 25 : SMTP服务器所开放的端口，用于发送邮件
# 80 : http用于网页浏览,木马Executor开放此端口
# 443: 基于TLS/SSL的网页浏览端口，能提供加密和通过安全端口传输的另一种HTTP => HTTPS
# 3306:MySQL开放此端口
#
# # ### (4) osi 网络七层模型
# 应用层 (应用层,表示层,会话层)
# 	封装数据:
# 		根据不同的协议,封装不同格式的数据
# 		http  (超文本传输协议)
# 		HTTPS (加密传输的超文本传输协议)
# 		FTP   (文件传输协议)
# 		SMTP  (调子邮件传输协议)
#
# 传输层:
# 	封装端口:
# 		指定传输协议(TCP协议/UDP协议)
#
# 网络层:
# 	封装ip:
# 		ipv4版本 / ipv6
#
# 数据链路层:
# 	封装mac地址:
# 		指定mac地址(arp协议[ip->mac] / rarp协议[mac->ip])
#
# 物理层:
# 	打成数据包,变成二进制的字节流,通过网络进行传输
#
# # ### (5) 交换机与路由器 , 发送数据包流程
# 交换机: 从下到上拆2层,拆到数据链路层
# 路由器: 从下到上拆3层,拆到网络层(得到对应的网段)
#
# arp协议: 通过ip -> mac
# rarp协议: 通过mac -> ip
# """arp协议整体是通过: 一次广播 + 一次单播 实现"""
#
# # arp协议的完整过程:
# 	电脑a发现目标主机没有mac,先发送arp广播包,把mac标记成全F的广播地址
# 	交换机接受到arp的广播包,进行从下到上拆包,拆2层,拆到数据链路层看到全F广播地址,开始广播
# 	把这个广播包发送给每一台主机
# 	每台主机得到广播包后,都开始拆包,如果该数据包找寻的主机不是自己,自动舍弃
# 	路由器得到arp广播包后,从下到上拆包,拆3层,拆到网络层,得到网段信息
# 	通过路由器的对照信息表,找到网段对应的网关(接口)
# 	对应网关的这台交换机得到arp广播包后,从下到上拆包,拆2层,发现全F广播地址进行广播
# 	数据库主机收到广播包后,依次从下到上拆包,发现自己是目标要找的那台主机,
# 	把自己的ip->mac对照信息封装,变成arp响应包,发送给对应的交换机
# 	交换机得到arp响应包之后,依次进行单播,返回给最终的原主机
# 	在回来的过程中,所有得到过相应arp广播包的主机都会自动更新自己的arp解析表,方便下次使用
#
#
#
# # ### (6) TCP/UDP协议:
# # tcp
# TCP（Transmission Control Protocol）一种面向连接的、可靠的、传输层通信协议(比如:打电话)
# 优点:可靠，稳定,传输完整稳定,不限制数据大小
# 缺点:慢，效率低，占用系统资源高，一发一收都需要对方确认
# 应用：Web浏览器,电子邮件,文件传输,大量数据传输的场景
#
#
# # udp
# UDP（User Datagram Protocol）一种无连接的,不可靠的传输层通信协议(比如:发短信)
# 优点:速度快,可以多人同时聊天,耗费资源少,不需要建立连接
# 缺点:不稳定,不能保证每次数据都能接收到
# 应用：IP电话,实时视频会议,聊天软件,少量数据传输的场景
#
#
# # TCP 三次握手
# 	客户端发送一个请求消息,与服务端建立连接
# 	服务端接受这个请求,发出响应消息,回应客户端,也要与客户端a建立连接(看下a是否同意)
# 	客户端接受服务端的响应消息之后,发送回复消息(表达同意,到此客户端与服务端建立连接成功)
#
# # TCP 发送数据
# 	每次发送一次数据,都会对应一个回执消息,如果发送方没有接受到回执消息,那么该数据包在发送一次;
#
#
# # TCP 四次挥手
# 	客户端向服务端发送一个断开连接请求(代表客户端没有数据给服务端)
# 	服务端接受请求,发出响应
# 	等到服务端所有数据发送完毕之后
# 	服务端向客户端发送断开连接请求
# 	客户端接受请求,发出响应
#
# 	等到2msl,msl(最大报文段生存时间)这么长时间之后
# 	客户端与服务端彻底断开连接

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TCP/UDP协议:

TCP（Transmission Control Protocol）一种面向连接的、可靠的、传输层通信协议(比如:打电话)
优点:可靠，稳定,传输完整稳定,不限制数据大小
缺点:慢，效率低，占用系统资源高，一发一收都需要对方确认
应用：Web浏览器,电子邮件,文件传输,大量数据传输的场景

UDP（User Datagram Protocol）一种无连接的,不可靠的传输层通信协议(比如:发短信)
优点:速度快,可以多人同时聊天,耗费资源少,不需要建立连接
缺点:不稳定,不能保证每次数据都能接收到
应用：IP电话,实时视频会议,聊天软件,少量数据传输的场景

客户端和服务端在建立连接时: 三次握手
客户端和服务端在断开连接时: 四次挥手
SYN 创建连接
ACK 确认响应
FIN 断开连接

三次握手:

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四次挥手:

MSL为最大报文段生存时间
默认规定MSL为2分钟，但实际应用中常用的是30秒，1分钟和2分钟等。

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整体缩略图

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socket

socket的意义:通络通信过程中,信息拼接的工具(中文:套接字)

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关于计算机网络直接看谢希仁 计算机网络得了吧，这东西说不重要也挺重要的，后面
打算讲这本书看完并且完成练习，之前在学校上课的时候都不好好听，哈哈哈。

标签：架构,请求,网段,05,计算机网络,概念,服务器,浏览器,客户端
From： https://www.cnblogs.com/wumouhao/p/18596259

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