《网络编程技术》教学课件.ppt

网络编程技术欢迎来到《网络编程技术》课程！本课程旨在帮助学员掌握网络编程的核心概念、技术和实践方法。通过本课程的学习，你将能够构建高效、安全、稳定的网络应用程序。我们将从计算机网络的基础知识入手，逐步深入到各种网络协议、编程模型、并发处理、安全策略以及最新的网络技术发展趋势。希望大家能够通过本课程的学习，在网络编程领域取得显著的进步。

课程内容与目标课程内容计算机网络基础：OSI模型、TCP/IP模型、常用网络协议。Socket编程：TCP/UDP编程、I/O模型、多进程/多线程。网络编程进阶：高并发服务器设计、网络安全、常见问题处理。新技术应用：WebSocket、RPC框架、容器化、微服务架构。课程目标掌握网络编程基础知识，理解网络协议原理，能够使用Socket进行TCP/UDP编程。熟悉常见的I/O模型，掌握多进程/多线程并发处理技术。能够设计高并发服务器，了解网络安全基本概念，掌握常见问题的处理方法。了解并能应用最新的网络技术，如WebSocket、RPC框架、容器化、微服务架构。

计算机网络基础1OSI七层模型OSI（开放系统互连）七层模型是一种概念模型，用于描述网络通信的标准化过程。它将网络通信划分为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，每一层都有特定的功能和协议。2TCP/IP四层模型TCP/IP模型是一种实际应用的网络模型，它将网络通信划分为网络接口层、网络层、传输层和应用层。TCP/IP模型是Internet的基础，广泛应用于各种网络应用中。

OSI七层模型详解应用层提供网络服务给应用程序，如HTTP、FTP、SMTP等。表示层处理数据格式、加密解密等，确保数据可被应用程序理解。会话层建立、管理和终止会话，控制应用程序之间的通信。传输层提供可靠的数据传输服务，如TCP和UDP协议。网络层负责数据包的路由和转发，如IP协议。数据链路层提供数据帧的传输，处理MAC地址等。物理层传输原始比特流，定义物理接口和传输介质。

TCP/IP四层模型详解应用层包含所有的高层协议，如HTTP、FTP、SMTP、DNS等。负责处理特定的应用程序细节。传输层提供端到端的可靠或不可靠的数据传输服务。TCP提供可靠传输，UDP提供不可靠传输。网络层负责数据包的路由和转发，使用IP协议。定义了IP地址，实现不同网络之间的数据传输。网络接口层负责处理物理网络接口的细节，如以太网、Wi-Fi等。负责将IP数据包封装成帧进行传输。

网络协议概述定义网络协议是计算机网络中进行数据交换所遵守的规则、标准或约定。它定义了数据传输的格式、时序、错误处理等。作用网络协议确保网络设备之间能够正确地识别和处理数据，从而实现可靠的网络通信。不同的协议用于不同的目的，如数据传输、路由选择、安全加密等。常见协议TCP：传输控制协议UDP：用户数据报协议IP：网际协议HTTP：超文本传输协议HTTPS：安全超文本传输协议

IP协议IPv4IPv4是互联网协议的第四版，使用32位地址，可以提供大约43亿个唯一的IP地址。由于互联网的快速发展，IPv4地址已经逐渐耗尽。IPv6IPv6是互联网协议的第六版，使用128位地址，可以提供几乎无限的IP地址。IPv6旨在解决IPv4地址耗尽的问题，并提供更多的功能和更高的安全性。

TCP协议1特点面向连接、可靠传输、面向字节流、提供拥塞控制和流量控制。2三次握手建立TCP连接的过程，确保双方都准备好进行数据传输。客户端发送SYN，服务器回复SYN+ACK，客户端再回复ACK。3四次挥手断开TCP连接的过程，确保双方都完成了数据传输。客户端发送FIN，服务器回复ACK，服务器再发送FIN，客户端回复ACK。

UDP协议特点无连接、不可靠传输、面向数据报、没有拥塞控制和流量控制。应用场景适用于对实时性要求高，但对可靠性要求不高的场景，如视频直播、在线游戏、DNS查询等。优势传输速度快，开销小，实现简单。

HTTP协议请求方法GET：获取资源POST：提交数据PUT：更新资源DELETE：删除资源PATCH：部分更新资源状态码200：成功301：永久重定向400：客户端错误404：未找到500：服务器错误

HTTPS协议1SSL/TLSHTTPS是HTTP的安全版本，使用SSL/TLS协议进行加密。SSL/TLS协议通过使用数字证书来验证服务器的身份，并对数据进行加密，从而保护数据的安全。2加密过程客户端向服务器请求SSL证书，服务器返回证书。客户端验证证书的有效性，并生成一个随机密钥。客户端使用服务器的公钥加密该密钥，并发送给服务器。服务器使用私钥解密该密钥，双方使用该密钥进行加密通信。3安全性HTTPS可以防止数据被窃听、篡改和伪造，提高网络通信的安全性。

网络编程模型C/S模型客户端/服务器模型，客户端