1 網路，資料包，協議

計算機網路是多臺主機和路由器通過通信信道（communication channels）連接起來的，有三個物體：

主機，運行程式
路由器，轉發資料
通信信道可以是無線的也可以是有線的

資料包就是主機之間傳遞的資訊，是位元組序列，由程式構建和解釋，資料包不僅有資料，還有包頭包含一些轉發所用的控制資訊，

協議是資料包交換時程式的一些約定，主要是決議資料包的控制包頭資訊，協議是分層的，常見的也是事實標準是TCP/IP，

應用程式、協議和Socket API三者關系如下圖，注意Socket的位置，
A TCP/IP network
網路層，IP協議提供的是資料報服務（datagram service），使用了分組交換，每一個packet單獨處理、發送，但是請注意，IP是一個best-effort協議，盡力而為的host-to-host服務，可能出現包丟失、包亂序、包重復的現象，這需要上層協議來解決，

傳輸層，有兩種協議，可靠有連接位元組流的TCP和不可靠無連接資料報的UDP，兩者共同點是都使用了埠號（port number）來定位主機上的應用程式，提供的是end-to-end服務，TCP需要三次握手、四次揮手，使用TCP某種情形有點像檔案I/O，但是使用UDP的應用程式需要自己來處理IP的三個問題，

2 關于地址（address）

通信之前必須知道對方的地址，就像郵局送信一樣，知道了地址才能投遞出去，確定網路中某個應用程式的位置，需要三個資訊：IP地址、埠號和傳輸協議，

IP地址有兩種：IPv4和IPv6，

2.1 IP地址格式

IPv4使用32位（bit）地址，常見寫法是點分十進制，如10.1.2.3，IPv6是128位地址，通常使用32個16進制數（hex）來表示，如2000:fdb8:0000:0000:0001:00ab:853c:39a1，中間的0可以省略，但是只能省略一次，如果多個地方省略了0，就無法判斷到底是省略了幾個0，上述地址等價于2000:fdb8::1:ab:853c:39a1，

2.2 IPv4和IPv6共存

現在處于IPv4向IPv6的過渡時期，但是怪異的是，IPv6和IPv4不兼容，常見的過渡手段：雙堆疊、隧道和翻譯【這是我知道的補充知識】，雙堆疊就是IPv4和IPv6兩個協議堆疊共存，這是最簡單的方法，但是IPv4和IPv6沒法通信，各走各的路罷了，隧道得名于英吉利海峽的海底隧道，就是把汽車放在火車上過海底隧道，這里是IPv6-in-IPv4或者IPv4-in-IPv6，翻譯是清華大學李星老師力推的，還有IPv4映射到IPv6，使用::fff:IPv4 address，這種寫法很怪異，前面是hex，后面IPv4地址是點分十進制，

2.3 埠號

TCP和UDP都有埠號，埠號是確定主機上的應用程式的，埠號是16位無符號二進制數，共有65536個埠號，其中0是保留埠號，0~1023是系統埠（System Port），埠號從1024---49151是被注冊的埠，也稱為用戶埠（User Port），后面49152~65536是動態分配的^[1]，具體的分配用途參加RFC6335，

2.4 特殊地址

本地回環地址（Loopback Address），分配給虛擬設備，回環介面，發出去的資料會再發給本機，用于測驗IP協議安裝正確性，即便沒有網卡也可以使用，IPv4是127.0.0.1，IPv6是0:0:0:0:0:0:0:1，或簡寫::1，
IPv4的私有地址（Private Address），10.0.0.0/8，172.16.0.0/12，192.168.0.0/16，對于NAT地址轉換未嘗不是一件好事，
鏈路本地地址（Link-local Address），也稱自動配置（autoconfigration）地址，它僅供于在網段，或廣播域中的主機相互通信使用，路由器也不會轉發這類地址，這類主機通常不需要外部互聯網服務，僅有主機間相互通訊的需求，IPv4是169.254.0.0/16，IPv6是FE80::/10開頭的地址，
多播（組播）地址（Multicast Address），IPv4是224.0.0.0/24，IPv6是FF00::/120

3 關于名字（Name）

網路協議處理的是地址，而非名字，地址是二進制數，而名字是字串，顯然使用名字更方便（基于這個原因出來了NDN網路嗎[smile cry]），從名字到地址的轉換使用了DNS（Domain Name System，域名系統），

4 C/S架構

客戶端程式發起通信請求，服務端程式被動（passively）等待并回應請求，【其實就是請求回應模型了】客戶端需要知道服務器端的IP地址和埠號才能發起請求，而服務器端收到請求也便知道了客戶端的IP地址和埠號，

IP地址一般是通過統一資源定位符（Universal Resource Locator，URL）并結合名字服務知道的，埠號則是由IANA（Internet Assigned Number Authority）分配的^[1:1]，

還有一種架構是peer-to-peer（P2P），【B/S是C/S的一種】，但是這種架構按我理解其實也是一種極端的C/S，一個peer既是server，也是client，

5 什么是Socket

Socket其實最早叫做Berkeley Socket出現于Unix系統上，簡稱Socket，是應用程式收發資料的一種抽象手段，和打開檔案操作，允許程式讀寫一樣，畢竟Unix哲學：“一切都是檔案”嘛，Socket也是一種檔案，

不同的協議堆疊有不同的Socket，這里只關注TCP/IP協議堆疊，這里的Socket分為Stream Socket，以及Datagram Socket，前者使用TCP，后者使用UDP，

Sockets，protocols，and ports
上圖描述了應用程式、Socket、協議、埠號以及主機之間的邏輯關系，

參考

Service Name and Transport Protocol Port Number Registry ?? ??

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TCP IP Socket In C, 2e-chapter 1 Introduction