第01章-概述(2).ppt

第1章概述 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型1 2网络通信模式与网络协议 本章重点 本章教学目的了解VisualStudio的发展历史 熟悉C 应用程序开发模型的种类 掌握C S B S P2P网络通信模式的特点及优缺点 理解重要网络协议 本章教学要求熟悉网络编程的调试开发环境 为后面的学习打好基础 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 VS NET2003 VS2005 VS2008 VS2010开发环境与安装要求1 操作系统要求本书介绍的内容需要以下操作系统支持 WindowsXPSP2WindowsXPSP32 安装VS2008简体中文专业版MicrosoftVisualStudio2010 简称VS2008 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 C 应用程序开发模型智能客户端 包括 Windows窗体应用程序WPF应用程序Web 包括 ASP NETWeb应用程序WPF浏览器应用程序XNA 游戏开发 数据库应用 ADO NET LINQ 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 传统Windows应用程序修改注册表编译后的可执行代码与操作系统紧密相关升级麻烦随着网络技术和Internet的发展 这类应用程序越来越少 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 智能客户端既保留了Windows窗体复杂的界面 同时与Web应用程序类似 能自动检测存放在发布服务器上的客户端最新版本并自动升级 网络协议类的应用程序 其客户端安装程序均可以用智能客户端的形式发布到专用的Web服务器上 当需要升级客户端程序时 只需要重新发布新版本到Web服务器上 已经下载并安装过的客户端程序检测到有新版本发布时 会自动升级 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 智能客户端WorldWind是美国航空航天管理局 NASA 用C 和DirectX9 0c开发的开源三维地球天气查看软件 其最高版本为1 4 后来DirectX不再支持C 于是WorldWind也转为用Java实现 目前是0 6版 而微软则用新架构重新封装DirectX 以便使C 开发的应用程序更绚丽 这就是我们现在看到的WPF WorldWind可以从外太空的角度观察地球上的任何一个地方 结合NASA的在线资料库 还可以查看各种卫星影像资料 监视世界各地灾害性事件 观察全球气温变化以及查看国家边界线和地名等 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 WorldWind Ver1 4 运行演示 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 基于XNA架构的2D和3D游戏开发 运行演示 图1 3微软中国案例中心对新浪网的介绍 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 基于ASP NET的Web应用程序 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 WPF应用程序 谐音助记 我佩服 简称 WPF是WindowsPresentationFoundation的缩写 是微软新一代图形界面显示系统 历史 1 早期针对Vista 2 NETFramework3 5提供了在WindowsVista WindowsXP以及WindowsServer2003上均可运行作用 WPF整合了Windows窗体和Web窗体 为用户界面 2D 3D图形 文档 音频和视频等提供了统一的界面描述和操作方法 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 图WPF应用程序和WPF浏览器应用程序模板 WPF应用程序 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 WPF应用程序关键思想是将控件描述与实现代码分离利用XAML描述窗体界面 而内部实现代码则用C 语言完成 而且描述代码和实现代码完全分离 类似ASP NET XAMLXAML eXtensibleApplicationMarkupLanguage 可扩展应用程序标记语言 是微软公司为构建统一的应用程序用户界面而创建的一种新的描述语言 其语法与XHTML类似 XAML本身是比WPF更广泛的一个概念简化了为 NETFramework编程模型创建UI的过程 可以为用户 尤其是具有Web设计和技术背景的人员 创建从原型到生产的各种界面XAML直接呈现托管对象的实例化 这种常规设计原则简化了使用XAML创建的对象的代码和调试过程 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 图日本北海道旭山动物园用WPF制作的操作界面 WPF应用程序 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 数据库应用目前流行的大型数据库 如SQLServer Oracle和都对VS2008提供了完善的开发支持图Oracle公司提供的VS2008开发工具插件 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型 数据库应用Oracle公司针对VS2008专业版提供的Oracle开发工具插件网址为 第1章概述 1 1VS2008开发环境与C 应用程序开发模型1 2网络通信模式与网络协议1 2 1分散式 集中式与分布式1 2 2C S模型1 2 3B S模型1 2 4P2P模型1 2 5TCP IP网络协议 1 2 1分散式 集中式与分布式 数据通信模型分为分散式 Decentralized 集中式 Centralized 和分布式 Distributed 1 分散式在分散式系统中 用户只负责管理自己的计算机系统 各自独立的系统之间没有资源或信息的交换或共享 缺点 存在大量共享数据的重复存储容易导致一个企业组织内各部门数据的不一致性造成硬件 支持和运营维护等成本的大量增加 1 2 1分散式 集中式与分布式 2 集中式在集中式环境中 用一台主计算机保存一个企业组织的全部数据 而用户则通过终端连接到这台主计算机系统并与之通信 从而达到访问数据的目的 优点 所有运作和管理处于单个部门的主持与控制之下 硬件成本方便了用户间的数据共享减小或消除了数据的冗余与不一致性缺点 可靠性不如分散式 一旦主机出现故障 所有系统就全部瘫痪系统由所有部门及用户共享 无法满足特殊部门的编程需求 系统响应也比较慢 1 2 1分散式 集中式与分布式 3 分布式分布式系统 是分散式系统和集中式系统的混合 它由一个又一个连接起来的独立计算机组成 VS计算机网络 主要区别是 分布式环境中资源以透明的方式供用户使用 例如 大楼的制暖问题 1 2 2C S模型 C S Client Server 模型也叫C S模式 它是在分散式 集中式以及分布式的基础上发展起来的一种新的模型 目前的大多数网络通信及应用都属于这种模型 C S模型将一个网络事务处理分为两部分 一部分是客户端 Client 它为用户提供向网络请求服务的接口 另一部分是服务器端 Server 它负责接受用户对服务的请求 并将这些服务透明地提供给用户 1 2 3B S模型 B S Browse Server 模型也叫B S模式 它是一种基于Web的通信模型 使用HTTP HypertextTransferProtocol 超文本传送协议 通信 B S是一种特殊的C S模型 特殊之处就在于这种模型的客户端一般是某种流行的浏览器 例如 微软的InternetExplorer 也叫IE浏览器 等优点 单台计算机可以访问任何一个Web服务器 不需要针对不同的服务器分别提供专用的客户端软件 1 2 4P2P模型 缺点 可靠性不如C S模型 遭受黑客攻击的可能性比C S模型高 P2P Peer to Peer 对等互联 是近年来比较流行的通信模型之一 在Peer to Peer环境中 每个联网的计算机同时运行一个应用程序的Client部分和Sever部分 一个应用程序既起Server的作用 又起Client的作用 优点 配置容易 通信方便 成本低 1 2 4P2P模型 P2P是Peer to Peer的缩写 也叫对等互联或点对点技术使用P2P技术实现的每个计算机节点既是客户机 也是服务器 安装相同P2P软件的计算机之间可以直接进行数据通信 而不需要依赖于专门的服务器 1 2 5TCP IP网络协议 自学 1 2 5TCP IP网络协议 TCP IP四层概念模型 TCP头 应用层数据 应用层数据 TCP头 应用层数据 IP头 帧头 TCP头 应用层数据 IP头 帧尾 应用层 传输层 网际层 网络接口层 1 2 5TCP IP网络协议 应用层 该层负责应用程序之间的沟通 主要协议有简单邮件传输协议 SMTP 文件传输协议 FTP 以及网络远程访问协议 Telnet 等 1 2 5TCP IP网络协议 传输层 该层提供节点间的数据传送以及应用程序之间的通信服务 主要功能是数据格式化 数据确认和丢失重传等 给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中 主要协议 传输控制协议 TCP 用户数据报协议 UDP 面向连接的 TCP无连接的 UDP 1 2 5TCP IP网络协议 传输层 TCP和UDP都根据端口 port 号把信息提交给上层对应的协议 进程 FTP SMTP TFTP DNS Telnet SNMP 21 23 25 53 69 161 TCPUDP 应用层 传输层 port 1 2 5TCP IP网络协议 网际层 主要功能是把数据报通过最佳路径送到目的端 但它不检查数据包是否被正确接收 网际层的核心协议 IP 提供了无连接的数据报传输服务 不保证送达 不保序 其它重要协议 ICMP InternetControlMessageProtocol 主要用于传递控制消息 ARP AddressResolutionProtocol 为已知的IP地址确定相应的MAC地址 1 2 5TCP IP网络协议 网络接口层 负责接收IP数据报并进行传输 从网络上接收物理帧 抽取IP数据报转交给下一层 对实际的网络媒体进行管理 定义如何使用实际网络 如Ethernet SerialLine等 来传送数据 数据报可以简单地理解为 生成报告后的数据 1 2 5TCP IP网络协议 1 IP网际层接收由更低层的网络接口层发来的数据包 并把该数据包发送到传输层 网际层也把从传输层接收来的数据包传送到网络接口层 IP 网际协议 是TCP IP的心脏 也是网络层中最重要的协议IP数据包是不可靠的IP数据包中含有发送它的主机的地址 源地址 和接收它的主机的地址 目的地址 TCP UDP 6 17 IP 传输层 网际层 1 2 5TCP IP网络协议 2 TCPIP协议保证了计算机之间可以发送和接收资料 但IP还不能解决资料分组在传输过程中可能出现的问题 TCP则提供一个可靠的 可流控的 全双工的信息流传输服1 如IP数据包中有已经封好的TCP数据包 IP将把它们传送到传输层2 TCP将包排序并进行错误检查 进行顺序确认 将未按照顺序收到的包可以被排序 而损坏的包可以被重传 3 TCP接受到数据包后 将信息送到更高层的应用程序 如Telnet的服务程序和客户程序 4 应用程序处理后 再轮流将信息送回传输层 传输层再将它们向下传送到网际层 设备驱动程序和物理介质 最后到接收方 1 2 5TCP IP网络协议 3 UDPUDP与TCP位于同一层 但它不考虑数据包的顺序 错误或重发 UDP不被应用于那些使用虚电路的面向连接的服务 即UDP主要用于那些面向查询 应答的服务 4 ICMPICMP与IP位于同一层 它被用来传送IP的控制信息 它主要是用来提供有关通向目的地址的路径信息 ICMP的 Redirect 信息通知主机通向其他系统的更准确的路径 而 Unreachable 信息则指出路径有问题 另外 如果路径不可用了 ICMP可以使TCP连接 体面地 终止 1 2 5TCP IP网络协议 本章作业 1 简要回答什么是分散式 集中式和分布式通信模型 2 TCP IP四层模型中各层的主要功能是什么 1 3网络监控与分析 附加 1 3 1监控工具监视IP回话和解释会话含义是网络程序员极其重要的技能 意大利NetGroupWinPcap驱动程序 捕获网络包Analyzer监控界面 监控各种包信息 1 3 1监控工具 Analyzer 1 3 1监控工具 包中的网络协议层 1 3 1监控工具 以太网层 Ethernet802 36字节的目的以太网 或MAC 地址6字节的源以太网 或MAC 地址2字节的下一层协议标识符46字节到1500字节的数据4字节的校验和 checksum 1 3 1监控工具 以太网层 MAC地址有两部分组成3字节的销售商标识3字节的唯一设备号如 00000C Cisco0020AF 3Com格式 0020AFBCCEC300 20 AF BC CE C300 20 AF BC CE C30020AF BCCEC3广播地址和组播地址 1 3 1监控工具 以太网层 EnthenetType0800 IP0806 ARP86DD IPv6 1 3 1监控工具 IP层 IP层 1 3 1监控工具 IP层 IP地址 是给每个连接在因特网上的主机 或路由器 分配一个在全世界范围内惟一的标识符 一个IP地址主要由两部分组成 网络地址和主机地址 IP地址编制方案有两种 IPV4和IPV6IPV4 二进制表示共32位 4个字节 IPV6 二进制表示共128位 16个字节 在IPV4编制方案中 一般使用点分十进制表示法表示IP地址 例如 192 168 3 1 1 3 1监控工具 IP层 网络类的划分A类 0 x x x 127 x x xB类 128 x x x 191 x x xC类 192 x x x 223 x x xD类 224 x x x 254 x x x组播地址 224 x x x 239 x x x实验地址 240 x x x 255 x x x 1 3 1监控工具 IP层 A类 B类 C类 D类 1 3 1监控工具 IP层 实质 IP地址的作用IP路由器可以用这个网络地址信息决定单个IP包到正确远程网络去的路线 即使这些包要跨因特网传送 设备地址在网络地址中唯一的标识了该设备 在同样的网络地址中没有两个设备能具有相同的设备地址 1 3 1监控工具 IP层 子网掩码 子网掩码用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识 把所有的网络位 二进制 用1来标识 主机位用0来标识 例如 对于IP地址192 168 0 X 可以将子网掩码设置为255 255 255 0 对于IP地址192 168 0 X 其网络标示部分为192 168 0 主机标示为 X 1 3 1监控工具 IP层 实质 通过子网掩码划分子网255 255 0 0192 168 1 1 192 168 2 2 同一网络255 255 255 0192 168 1 1 192 168 2 2 不同的网络划分局域网的设备 便于管理 1 3 1监控工具 IP层 把IP包分成小块进行分段发送分段包含三个字段 分段标志字段 片段偏移字段 识别字段分段标志 Flags 字段 由3个一字节的标志组成 一个为0的保留字段一个表示这个IP包是否分段一个表示这个包是否是一个片段 是否还有后续 1 3 1监控工具 IP层 服务类型字段 TypeofService 标识IP包的服务质量 QoS 的类型 表示具有何种特殊的优先权 3位优先级1位普通或低延迟1位普通或高吞吐量1位普通或高可靠性2位保留流媒体 视频 音频 减少传输过程中的延迟 1 3 1监控工具 IP层 协议字段 NextProtocol 表示IP包中所包含的下一层协议 1 3 1监控工具 TCP层 把连接信息加到数据包中 注 通过该分析软件对TCP有基本的了解 详细说明及编程操作在后续课程 1 3 1监控工具 TCP层 源和目的端口 port 端口 IP地址仅仅能够具体标识到某台主机 而端口则表示与计算机上的哪个进程通信 根据IP地址找到是与哪台机器通信 根据端口号找到是与该机器的哪个进程通信 一个进程可能会使用多个端口 端口地址的范围是十进制的0 65535注 0 1023端口众所周知端口 如80 21 1 3 1监控工具 TCP层 1 3 1监控工具 TCP层 保证包的可靠性 序列号和应答号发送 会话中发出的第一个包选择一个随机号 后来发出的每一个包都用前一个包的TCP数据字节数增加序列号 保证了每个包都是唯一确定的 接收 表明从远程设备接收到的最后一个序列号 所以应答号应该是收到数据中最大的连续序列号 收到次序不对的包 放入缓冲器中 在其他包都顺利收到后再插入到正确的位置上 而不是重新传送这个包 如果包丢失 接收方发出一个较低的应答号请求发送丢失的包 1 3 1监控工具 TCP层 建立会话 Flags 1 3 1监控工具 TCP层 三次握手 1 3 1监控工具 TCP层 1 3 1监控工具 TCP层 Netstat 1 3 1监控工具 TCP层 小结 1 3 2定位IP地址 本地 方法一 ipconfig 1 3 2定位IP地址 本地 方法二 注册表Windows98 MeHKLM SYSTEM CurrentControlSet Services Class NetTransWinNT 2000 XP获取网卡信息HKEY LOCAL MACHINE SOFTWARE Microsoft WindowsNT CurrentVersion NetworkCards查看对应ServiceName下的ServiceHKEY LOCAL MACHINE SYS