深入理解计算机网络之应用层详解

首先我们先来回顾一下OSI七层模型：

这里我们只介绍网络通信中重要的四层：

应用层详解

HTTP协议即超文本传输协议。
说到HTTP协议，我们就离不开URL（统一资源定位符），没有它，HTTP是不完整的。
什么是URL？
https://www.google.com/search?q=URL&oq=URL&aqs=chrome..69i57j0l5.1240j0j8&sourceid=chrome&ie=UTF-8
这就是一个URL，其实通俗来讲，它就是我们所说的网址。
一个完整的URL包括：

HTTP协议格式

画一张图以便理解和记忆：

HTTP请求格式

HTTP请求方法

其中我们最常用的就是 GET 和POST请求。

HTTP响应

看起来HTTP响应格式跟请求很相似：

HTTP状态码及解释

常见状态码：
200（OK）、404（Not Found）、403（Forbidden）、302（重定向）、504（Bad Gateway）

HTTP常见Header：

简易HTTP服务器

#include <iostream>
#include <netinet/in.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <cstdio>
using namespace  std;

int main(int argc,char* argv[])
{
  if(argc != 3)
  {
    cerr << argv[0] << " ip port"<< endl;
    exit(0);
  }
  int fd = socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);
  if(fd < 0)
  {
    cerr<< "socket error" << endl;
    exit(1);
  }
  struct sockaddr_in addr;
  addr.sin_family = AF_INET;
  addr.sin_port = htons(atoi(argv[2]));
  addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(argv[1]);

  int ret = bind(fd,(struct sockaddr*)&addr,sizeof(addr));
  if(ret < 0)
  {
    cerr<< "bind error"<< endl;
    exit(2);
  }
  ret = listen(fd,5);
  if(ret < 0)
  {
    cerr<< "listen error " << endl;
    exit(3);
  }
  while(1)
  {
    struct sockaddr_in client_addr;
    socklen_t len;
    int client_fd = accept(fd, (struct sockaddr*)&client_addr, &len);
    if (client_fd < 0) {
      perror("accept");
      continue;
    }
    char input_buf[1024 * 10] = {0};
    ssize_t read_size = read(client_fd, input_buf, sizeof(input_buf) - 1);
    if (read_size < 0) {
      return 1;
    }
    cout<< "[Request] "<< input_buf << endl;
    char buf[1024] = {0};
    const char* hello = "<h1>hello world</h1>";
    sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\nContent-Length:%lu\n\n%s", strlen(hello), hello);
    write(client_fd, buf, strlen(buf));
  }
  return 0;
}

说完状态码，我们再来谈谈端口号：

端口号： 就是 用来标识一台主机上进行通信的不同的应用程序

在TCP/IP中，用一个五元组来标识一个通信：

五元组

五元组： 即源IP、源端口号、目的IP、目的端口号、协议号

查看指令：nenstat -n

端口号的划分范围：

• 0 - 1023：表示知名端口号，常见的HTTP、HTTPS、SSH、FTP都属于知名端口号，都是固定的。
• 1024 - 65535 ：操作系统动态分配的端口号。客户端程序的端口号就是由操作系统动态分配出来的。

知名端口号： cat /etc/services 可以查看知名端口号

• ssh服务器, 使用22端口
• ftp服务器, 使用21端口
• telnet服务器, 使用23端口
• http服务器, 使用80端口
• https服务器, 使用443

那么问题来了（面试题）：

1. 一个进程是否可以bind多个端口号？
   答：可以，一个进程可以有多个socket，每个socket可以bind一个端口号。
2. 一个端口号是否可以被多个进程bind？
   答：不可以。前面我们说过端口号是用来标识一台主机上不同的应用程序，一个应用程序就是一个进程，如果可以的话，那么这个端口号标识的是哪一个进程呢。
   但是， 非要这样做也不是没有办法，可以 在一个进程bind一个端口号之后 fork出一个子进程，该子进程也可以拥有此 端口号。

最后介绍两个查看网络状态的指令：

1. netstat 用来产看网络状态的重要工具
   语法： nestat 【选项】
   功能： 产看网络状态
   常用选项：

   • 拒绝显示别名，能显示数字的全部转化成数字
   • l 仅列出有在 Listen (监听) 的服務状态
   • p 显示建立相关链接的程序名
   • t (tcp)仅显示tcp相关选项
   • u (udp)仅显示udp相关选项
   • a (all)显示所有选项，默认不显示LISTEN相关
     查看TCP： netstat -alpt
     查看UDP： netstat -alpu

2. pidof 查看服务器进程id
   功能：通过进程名，查看进程id

了解传输层请移步：传输层详解（TCP和UDP）