网络编程

1. 什么是网络？

当我们访问一个网站时，发生了什么？

通过上面的流程，我们知道了这么几件事：

所有的网络设备是通过一根线连接在一起的
全球所有的网络设备共同组成了一张大网，这个网叫做广域网，俗称互联网（Internet）
网络设置之间进行通信（就是传输数据），需要一种规则，这种规则就叫做协议
每个网络设备都有一个IP地址

internet

这里，我们需要了解一个知识，有广域网（WAN），自然就有局域网（LAN），局域网是小范围内的网络，典型的就是家庭网络或者公司网络

lan

互联网的核心就是“互联网协议”，为了实现统一的标准，定义了OSI模型，全名 “开放式系统互联通信参考模型”。

本质上整个互联网是为了通信而生，在这个通信模型中，有两个重要的协议，TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）协议，我们称之为TCP/IP协议。

TCP/IP 提供点对点的连接机制，将数据应该如何封装、定址、传输、路由以及在目的地如何接收，都加以标准化。它将软件通信过程抽象化为四个抽象层。

我们在看看电脑的硬件组成

一个插到 I/O 总线扩展槽的适配器提供了到网络的物理接口。
从网络上接收到的数据从适配器经过 I/O 和内存总线复制到内存，通常是通过 DMA 传送。
数据也能从内存复制到网络。

从硬件和软件角度看两台网络设备之间的通信

套接字接口是对TCP/IP协议的抽象，屏蔽了协议细节，对外提供统一的接口

套接字位于应用层和传输层之间，供应用层调用。

网络编程就是基于各种协议（主要是TCP/IP）使数据能在网络设备之间进行传输和通信。

2. TCP编程

TCP(Transmission Control Protocol) 即传输控制协议，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层（Transport layer）通信协议。

网络编程是基于客户端-服务端编程模型

一个客户端—服务器事务由以下四步组成：

当一个客户端需要服务时，它向服务器发送一个请求，发起一个事务。例如，当 Web 浏览器需要一个文件时，它就发送一个请求给 Web 服务器。
服务器收到请求后，解释它，并以适当的方式操作它的资源。例如，当 Web 服务器收到浏览器发出的请求后，它就读一个磁盘文件。
服务器给客户端发送一个响应，并等待下一个请求。例如，Web 服务器将文件发送回客户端。
客户端收到响应并处理它。例如，当 Web 浏览器收到来自服务器的一页后，就在屏幕上显示此页。

TCP编程同样遵循客户端-服务端编程模型

TCP服务端

多个客户端可以同时连接一个服务端，一个客户端连接，可以开一个协程处理，从而达到高效处理的结果，这也是Golang语言擅长的地方。

TCP服务端程序的处理流程：

监听端口
接收客户端请求建立连接
创建goroutine处理连接。

// 处理函数
func process(conn net.Conn) {
    defer conn.Close() // 关闭连接
    for {
        reader := bufio.NewReader(conn)
        var buf [128]byte
        n, err := reader.Read(buf[:]) // 读取数据
        if err != nil {
            fmt.Println("read from client failed, err:", err)
            break
        }
        recvStr := string(buf[:n])
        fmt.Println("收到client端发来的数据：", recvStr)
        conn.Write([]byte(recvStr)) // 发送数据
    }
}

func main() {
    listen, err := net.Listen("tcp", "127.0.0.1:20000")
    if err != nil {
        fmt.Println("listen failed, err:", err)
        return
    }
    for {
        conn, err := listen.Accept() // 建立连接
        if err != nil {
            fmt.Println("accept failed, err:", err)
            continue
        }
        go process(conn) // 启动一个goroutine处理连接
    }
}

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TCP客户端

一个TCP客户端进行TCP通信的流程如下：

建立与服务端的连接
进行数据收发
关闭连接

// 客户端
func main() {
    conn, err := net.Dial("tcp", "127.0.0.1:20000")
    if err != nil {
        fmt.Println("err :", err)
        return
    }
    defer conn.Close() // 关闭连接
    inputReader := bufio.NewReader(os.Stdin)
    for {
        input, _ := inputReader.ReadString('\n') // 读取用户输入
        inputInfo := strings.Trim(input, "\r\n")
        if strings.ToUpper(inputInfo) == "Q" { // 如果输入q就退出
            return
        }
        _, err = conn.Write([]byte(inputInfo)) // 发送数据
        if err != nil {
            return
        }
        buf := [512]byte{}
        n, err := conn.Read(buf[:])
        if err != nil {
            fmt.Println("recv failed, err:", err)
            return
        }
        fmt.Println(string(buf[:n]))
    }
}

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3. UDP编程

UDP协议（User Datagram Protocol）中文名称是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，不需要建立连接就能直接进行数据发送和接收，属于不可靠的、没有时序的通信，但是UDP协议的实时性比较好，通常用于视频直播相关领域。

UDP编程同样遵循客户端-服务端编程模型

UDP服务端

// UDP server端
func main() {
    listen, err := net.ListenUDP("udp", &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
        Port: 30000,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("listen failed, err:", err)
        return
    }
    defer listen.Close()
    for {
        var data [1024]byte
        n, addr, err := listen.ReadFromUDP(data[:]) // 接收数据
        if err != nil {
            fmt.Println("read udp failed, err:", err)
            continue
        }
        fmt.Printf("data:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), addr, n)
        _, err = listen.WriteToUDP(data[:n], addr) // 发送数据
        if err != nil {
            fmt.Println("write to udp failed, err:", err)
            continue
        }
    }
}

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UDP客户端

// UDP 客户端
func main() {
    socket, err := net.DialUDP("udp", nil, &net.UDPAddr{
        IP:   net.IPv4(0, 0, 0, 0),
        Port: 30000,
    })
    if err != nil {
        fmt.Println("连接服务端失败，err:", err)
        return
    }
    defer socket.Close()
    sendData := []byte("Hello server")
    _, err = socket.Write(sendData) // 发送数据
    if err != nil {
        fmt.Println("发送数据失败，err:", err)
        return
    }
    data := make([]byte, 4096)
    n, remoteAddr, err := socket.ReadFromUDP(data) // 接收数据
    if err != nil {
        fmt.Println("接收数据失败，err:", err)
        return
    }
    fmt.Printf("recv:%v addr:%v count:%v\n", string(data[:n]), remoteAddr, n)
}

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4. HTTP编程

超文本传输协议(HTTP，HyperText Transfer Protocol)是互联网上应用最为广泛的一种网络协议，它详细规定了浏览器和万维网（www服务器也就是web服务器）服务器之间互相通信的规则，通过因特网传送万维网文档的数据传送协议
HTTP协议通常承载于TCP协议之上

HTTP编程同样遵循客户端-服务端编程模型

HTTP服务端

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

func main() {
    //http://127.0.0.1:8000/go
    // 单独写回调函数
    http.HandleFunc("/go", myHandler)
    // addr：监听的地址
    // handler：回调函数
    http.ListenAndServe("127.0.0.1:8000", nil)
}

// handler函数
func myHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Println(r.RemoteAddr, "连接成功")
    // 请求方式：GET POST DELETE PUT UPDATE
    fmt.Println("method:", r.Method)
    // /go
    fmt.Println("url:", r.URL.Path)
    fmt.Println("header:", r.Header)
    fmt.Println("body:", r.Body)
    // 回复
    w.Write([]byte("你好，码神之路"))
}

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HTTP客户端

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "net/http"
)

func main() {
    //resp, _ := http.Get("http://www.baidu.com")
    //fmt.Println(resp)
    resp, _ := http.Get("http://127.0.0.1:8000/go")
    defer resp.Body.Close()
    // 200 OK
    fmt.Println(resp.Status)
    fmt.Println(resp.Header)

    buf := make([]byte, 1024)
    for {
        // 接收服务端信息
        n, err := resp.Body.Read(buf)
        if err != nil && err != io.EOF {
            fmt.Println(err)
            return
        } else {
            fmt.Println("读取完毕")
            res := string(buf[:n])
            fmt.Println(res)
            break
        }
    }
}

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# 网络编程

# 1. 什么是网络？

# 2. TCP编程

# 3. UDP编程

# 4. HTTP编程

网络编程

1. 什么是网络？

2. TCP编程

3. UDP编程

4. HTTP编程