GO网络编程(一):基础知识

1. 网络编程的基础概念

TCP/IP 协议栈

TCP/IP 是互联网通信的核心协议栈,分为以下四个层次:

  • 应用层(Application Layer) :为应用程序提供网络服务的协议,比如 HTTP、FTP、SMTP 等。
  • 传输层(Transport Layer) :提供端到端的通信服务,主要包括 TCP (Transmission Control Protocol,传输控制协议)和 UDP (User Datagram Protocol,用户数据报协议)。
    • TCP面向连接 ,可靠的字节流传输协议。它保证数据包的顺序和完整性
    • UDP无连接 的协议,快速但不保证数据包到达顺序或完整性,适用于实时应用如视频通话或游戏。
  • 网络层(Network Layer) :负责跨网络传输数据包,主要协议是 IP(Internet Protocol,互联网协议)。
  • 链路层(Link Layer):负责本地网络通信,比如以太网、Wi-Fi 等。

IP 地址与端口

  • IP 地址(Internet Protocol Address) :用于标识网络中的设备
  • 端口(Port)每个网络应用服务通过不同的端口号与网络进行通信。例如,HTTP 通常使用 80 端口,HTTPS 使用 443 端口。

Socket 编程

  • Socket :套接字,是网络通信的端点,用于通过 IP 地址和端口号建立连接。Socket 编程是进行网络通信的基础。

2. Go 网络编程的基础

net

Go 的网络编程主要依赖 net 包。net 包提供了处理 TCP、UDP、IP 和 Unix Socket 的基本接口。

  • net.Dial:用于创建客户端连接,支持 TCP、UDP 等协议。
  • net.Listen:用于服务器端监听指定的端口和协议,等待客户端连接。
  • net.Conn:代表客户端和服务器之间的连接,支持读写数据。
  • net.Listener:服务器监听器,接受客户端的连接请求。

连接的生命周期

  1. 连接建立 :客户端与服务器通过三次握手建立 TCP 连接。
  2. 数据传输 :通过 Conn.Read()Conn.Write() 在客户端和服务器之间进行数据传输。
  3. 连接关闭 :通过四次挥手关闭 TCP 连接,释放资源。

3. Go 网络编程的常见场景

  • TCP 通信:需要可靠的、面向连接的传输时使用 TCP。例如,聊天应用、文件传输等场景。
  • UDP 通信:当需要低延迟、不保证数据传输顺序时使用 UDP。例如,游戏、视频流等场景。
  • HTTP 服务 :构建 Web 服务器时使用 Go 内置的 net/http 包,提供便捷的 HTTP 通信支持。

4.端口详细介绍

(1)端口(port)-介绍

我们这里所指的端口不是指物理意义上的端口,而是特指TCP/IP协议中的端口,是逻辑意义上的端口。如果把IP地址比作一间房子,端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门,但是一个IP地址的端口可以有65536(即:256×256)个之多!端口是通过端口号来标记的,端口号只有整数,范围是从0到65535(256×256-1)。

(2)客户端和主机的链接如下图:

1.只要是做服务程序,都必须监听一个端口

2.该端口就是其他程序和该服务通讯的通道

3.一台电脑有65535个端口1-665354.一旦一个端口被某个程序监听(占用),那么其他的程序就不能在该端口的监听

(3)端口(port)-分类

0号是保留端口.1-1024是固定端口,又叫有名端口,即被某些程序固定使用,一般程序员不使用.22:SSH远程登录协议23:telnet使用21:ftp使用25:smtp服务使用80:iis使用7:echo服务1025-65535是动态端口这些端口,程序员可以使用.

(4)端口(port)-使用注意

在计算机(尤其是做服务器)要尽可能的少开端口一个端口只能被一个程序监听。如果使用netstat -an可以查看本机有哪些端口在监听可以使用netstat -anb来查看监听端口的pid,在结合任务管理器关闭不安全的端口.具体如下图:

其中LISTENING表示正在监听本地的端口,最左边一栏是进程,即端口,其端口号为本地地址中冒号后的数字。

5.客户端和服务端的网络分布

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