網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)TOC\o"1-2"\h\u15554第1章網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ) 337891.1網(wǎng)絡(luò)編程概述 3240461.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模型 384351.2.1TCP/IP協(xié)議 415611.2.2OSI模型 4198961.2.3TCP/IP模型 4196051.3套接字編程簡(jiǎn)介 4240651.3.1套接字類(lèi)型 446461.3.2套接字編程基本步驟 417703第2章TCP協(xié)議編程 5255392.1TCP協(xié)議原理 5121032.2面向連接的套接字編程 5113012.3TCP服務(wù)器與客戶(hù)端實(shí)現(xiàn) 622263第3章UDP協(xié)議編程 6294883.1UDP協(xié)議原理 614513.2無(wú)連接的套接字編程 785013.3UDP服務(wù)器與客戶(hù)端實(shí)現(xiàn) 731834第4章網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議 8116684.1HTTP協(xié)議 8118024.1.1HTTP基本原理 870024.1.2HTTP工作流程 8176144.1.3HTTP報(bào)文結(jié)構(gòu) 8316844.2FTP協(xié)議 9266554.2.1FTP工作原理 9117204.2.2FTP命令 9167204.2.3FTP數(shù)據(jù)傳輸方式 928464.3SMTP與POP3協(xié)議 9191244.3.1SMTP協(xié)議 9303034.3.2POP3協(xié)議 1012236第5章網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ) 1069525.1網(wǎng)絡(luò)安全概述 10274805.1.1網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念 10308345.1.2網(wǎng)絡(luò)安全威脅 10314495.1.3網(wǎng)絡(luò)安全防范措施 10200845.2加密與認(rèn)證技術(shù) 11315855.2.1加密技術(shù) 1153245.2.2認(rèn)證技術(shù) 11249955.3防火墻與入侵檢測(cè) 117115.3.1防火墻技術(shù) 11203725.3.2入侵檢測(cè)技術(shù) 1217141第6章常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊與防護(hù) 12235926.1網(wǎng)絡(luò)攻擊手段 12298176.1.1數(shù)據(jù)竊取 1215236.1.2拒絕服務(wù)攻擊（DoS） 12285936.1.3惡意軟件攻擊 1240086.1.4社交工程攻擊 12125756.1.5側(cè)信道攻擊 12158306.2防護(hù)策略與措施 1294186.2.1防火墻技術(shù) 12264546.2.2加密技術(shù) 1375286.2.3認(rèn)證與授權(quán) 1356936.2.4安全協(xié)議 13240796.2.5入侵檢測(cè)與防御系統(tǒng)（IDS/IPS） 1395566.2.6安全編程規(guī)范 1346776.3安全編程實(shí)踐 13262136.3.1輸入驗(yàn)證 13121896.3.2輸出編碼 13327346.3.3安全存儲(chǔ) 13218376.3.4錯(cuò)誤處理 13257536.3.5安全更新與補(bǔ)丁管理 1385416.3.6代碼審計(jì) 137878第7章網(wǎng)絡(luò)編程進(jìn)階 13287677.1多線程與多進(jìn)程 13121077.1.1多線程 13255507.1.2多進(jìn)程 1433607.2I/O復(fù)用與異步I/O 14114017.2.1I/O復(fù)用 14277477.2.2異步I/O 14169017.3網(wǎng)絡(luò)編程功能優(yōu)化 14295027.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧優(yōu)化 14133527.3.2網(wǎng)絡(luò)編程模型優(yōu)化 15293997.3.3網(wǎng)絡(luò)編程代碼優(yōu)化 1529938第8章網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例 15114878.1網(wǎng)絡(luò)聊天室 1582738.1.1概述 15129248.1.2技術(shù)選型 15153328.1.3功能需求 1540038.1.4實(shí)現(xiàn)步驟 16300648.2文件傳輸工具 16199968.2.1概述 16241438.2.2技術(shù)選型 16301468.2.3功能需求 16212958.2.4實(shí)現(xiàn)步驟 1671128.3簡(jiǎn)易Web服務(wù)器 17314388.3.1概述 17248308.3.2技術(shù)選型 17234508.3.3功能需求 17326238.3.4實(shí)現(xiàn)步驟 1718276第9章移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程 17189029.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)概述 1755049.1.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基本概念 17214249.1.2移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理 1899919.1.3移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用 18284139.2Android網(wǎng)絡(luò)編程 18217419.2.1網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ) 18144319.2.2網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架 18146029.2.3網(wǎng)絡(luò)安全 18158609.2.4實(shí)例分析 18170579.3iOS網(wǎng)絡(luò)編程 18168439.3.1網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ) 1816499.3.2網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求框架 18299549.3.3網(wǎng)絡(luò)安全 19109959.3.4實(shí)例分析 197845第10章網(wǎng)絡(luò)編程新技術(shù) 192961810.1云計(jì)算與大數(shù)據(jù) 192101010.1.1云計(jì)算概述 19525910.1.2大數(shù)據(jù)技術(shù) 19455110.1.3云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)編程中的實(shí)踐 192964810.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 19241110.2.1物聯(lián)網(wǎng)概述 193139610.2.2物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 19852510.2.3物聯(lián)網(wǎng)編程實(shí)踐 201971710.35G網(wǎng)絡(luò)編程展望 203243310.3.15G網(wǎng)絡(luò)概述 202032210.3.25G網(wǎng)絡(luò)編程關(guān)鍵技術(shù) 202447710.3.35G網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用展望 20第1章網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)1.1網(wǎng)絡(luò)編程概述網(wǎng)絡(luò)編程是指基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的編程活動(dòng)，其目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸與通信。在網(wǎng)絡(luò)編程中，程序員需要利用各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和編程接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收和處理。本章將介紹網(wǎng)絡(luò)編程的基本概念、原理和技術(shù)，為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。1.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與模型網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)交換規(guī)則，它定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷?、順序和錯(cuò)誤檢測(cè)等機(jī)制。以下介紹幾種常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和模型：1.2.1TCP/IP協(xié)議TCP/IP協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)上最為廣泛采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它包括傳輸控制協(xié)議（TCP）和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）兩部分。TCP負(fù)責(zé)提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而IP負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的路由和尋址。1.2.2OSI模型OSI模型是一個(gè)七層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。每一層都負(fù)責(zé)不同的功能，通過(guò)層層封裝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從發(fā)送端到接收端的傳輸。1.2.3TCP/IP模型TCP/IP模型是一個(gè)四層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，包括網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。相較于OSI模型，TCP/IP模型更為簡(jiǎn)潔，且在實(shí)際應(yīng)用中具有更高的實(shí)用價(jià)值。1.3套接字編程簡(jiǎn)介套接字（Socket）是網(wǎng)絡(luò)編程中常用的編程接口，它提供了一種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的方法。套接字編程允許程序員通過(guò)創(chuàng)建套接字、綁定地址、監(jiān)聽(tīng)連接、接收和發(fā)送數(shù)據(jù)等操作，實(shí)現(xiàn)不同計(jì)算機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸。1.3.1套接字類(lèi)型套接字分為流式套接字（StreamSocket）、數(shù)據(jù)報(bào)套接字（DatagramSocket）和原始套接字（RawSocket）三種類(lèi)型。流式套接字提供面向連接的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；數(shù)據(jù)報(bào)套接字提供面向無(wú)連接的、盡最大努力交付的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)；原始套接字則允許程序員直接訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。1.3.2套接字編程基本步驟套接字編程的基本步驟包括：（1）創(chuàng)建套接字：根據(jù)需要選擇合適的套接字類(lèi)型，并創(chuàng)建一個(gè)套接字實(shí)例。（2）綁定地址：將套接字與一個(gè)本地地址（IP地址和端口號(hào)）關(guān)聯(lián)。（3）監(jiān)聽(tīng)連接：對(duì)于服務(wù)器端的流式套接字，需要監(jiān)聽(tīng)客戶(hù)端的連接請(qǐng)求。（4）接受連接：服務(wù)器端接受客戶(hù)端的連接請(qǐng)求，建立連接。（5）發(fā)送和接收數(shù)據(jù)：通過(guò)套接字實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。（6）關(guān)閉套接字：完成數(shù)據(jù)傳輸后，關(guān)閉套接字以釋放資源。通過(guò)以上步驟，程序員可以利用套接字實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)程序的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和需求，套接字編程可以靈活地應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景。第2章TCP協(xié)議編程2.1TCP協(xié)議原理傳輸控制協(xié)議（TransmissionControlProtocol，TCP）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。在TCP/IP模型中，TCP負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)終端（通常為應(yīng)用層程序）之間建立可靠的連接，并保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。TCP協(xié)議通過(guò)以下機(jī)制實(shí)現(xiàn)可靠傳輸：（1）面向連接：在數(shù)據(jù)傳輸之前，TCP協(xié)議需要在兩個(gè)通信端點(diǎn)之間建立一個(gè)TCP連接。連接的建立采用“三次握手”過(guò)程，保證雙方都具備通信能力。（2）數(shù)據(jù)分段：為了高效地在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，TCP協(xié)議將數(shù)據(jù)劃分為較小的數(shù)據(jù)段。每個(gè)數(shù)據(jù)段包含序列號(hào)，以便接收方按序組裝原始數(shù)據(jù)。（3）可靠傳輸：TCP協(xié)議通過(guò)確認(rèn)應(yīng)答（ACK）和重傳機(jī)制，保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的可靠傳輸。當(dāng)發(fā)送方收到接收方的ACK確認(rèn)應(yīng)答后，認(rèn)為數(shù)據(jù)已經(jīng)成功傳輸。（4）流量控制：TCP協(xié)議采用滑動(dòng)窗口機(jī)制進(jìn)行流量控制，防止發(fā)送方過(guò)快地發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)致接收方來(lái)不及處理。（5）擁塞控制：TCP協(xié)議通過(guò)慢啟動(dòng)、擁塞避免、快速重傳和快速恢復(fù)等機(jī)制，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞。2.2面向連接的套接字編程套接字（Socket）是應(yīng)用程序與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的接口，用于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。面向連接的套接字編程主要涉及以下API：（1）socket函數(shù)：創(chuàng)建一個(gè)套接字。（2）bind函數(shù)：將套接字與本地地址和端口號(hào)綁定。（3）listen函數(shù)：設(shè)置套接字為監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)，等待客戶(hù)端連接。（4）accept函數(shù)：接受一個(gè)客戶(hù)端連接請(qǐng)求，創(chuàng)建一個(gè)新的連接套接字。（5）connect函數(shù)：客戶(hù)端使用該函數(shù)向服務(wù)器發(fā)起連接。（6）send函數(shù)和recv函數(shù)：用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。（7）close函數(shù)：關(guān)閉套接字連接。2.3TCP服務(wù)器與客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的TCP服務(wù)器與客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)：（1）TCP服務(wù)器：（1）創(chuàng)建一個(gè)套接字。（2）將套接字與服務(wù)器地址和端口號(hào)綁定。（3）設(shè)置套接字為監(jiān)聽(tīng)狀態(tài)。（4）循環(huán)接收客戶(hù)端連接請(qǐng)求，為每個(gè)客戶(hù)端創(chuàng)建一個(gè)新的連接套接字。（5）使用recv函數(shù)接收客戶(hù)端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，并使用send函數(shù)發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)。（6）關(guān)閉連接套接字。（2）TCP客戶(hù)端：（1）創(chuàng)建一個(gè)套接字。（2）使用connect函數(shù)連接服務(wù)器。（3）使用send函數(shù)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)。（4）使用recv函數(shù)接收服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)。（5）關(guān)閉套接字。通過(guò)以上步驟，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本的TCP服務(wù)器與客戶(hù)端通信程序。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需求對(duì)程序進(jìn)行擴(kuò)展和優(yōu)化。第3章UDP協(xié)議編程3.1UDP協(xié)議原理UDP（UserDatagramProtocol）是一種無(wú)連接的傳輸層協(xié)議，提供面向事務(wù)的簡(jiǎn)單不可靠信息傳送服務(wù)。UDP協(xié)議以其簡(jiǎn)單性和低開(kāi)銷(xiāo)而被廣泛應(yīng)用于實(shí)時(shí)應(yīng)用中，如視頻會(huì)議、在線游戲等。以下是UDP協(xié)議的幾個(gè)關(guān)鍵特性：無(wú)連接：UDP在發(fā)送數(shù)據(jù)之前不需要建立連接，數(shù)據(jù)可以直接封裝在數(shù)據(jù)報(bào)中發(fā)送給接收方。面向數(shù)據(jù)報(bào)：UDP以數(shù)據(jù)報(bào)的形式傳輸數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)被視為一個(gè)獨(dú)立的信息單元，包括源端口、目的端口、長(zhǎng)度和校驗(yàn)和等頭部信息。不可靠傳輸：UDP不保證數(shù)據(jù)報(bào)的可靠傳輸，不進(jìn)行確認(rèn)和重傳機(jī)制，因此可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、重復(fù)或順序錯(cuò)誤。校驗(yàn)和：UDP頭部包含一個(gè)校驗(yàn)和字段，用于檢測(cè)數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤。3.2無(wú)連接的套接字編程UDP協(xié)議的編程主要通過(guò)套接字（Socket）實(shí)現(xiàn)，以下是進(jìn)行UDP套接字編程的關(guān)鍵步驟：創(chuàng)建套接字：使用socket函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)UDP套接字，指定AF_INET族和SOCK_DGRAM類(lèi)型。綁定地址：使用bind函數(shù)為套接字綁定一個(gè)本地地址和端口，以便其他設(shè)備可以知道如何發(fā)送數(shù)據(jù)至此套接字。發(fā)送和接收數(shù)據(jù)：使用sendto和recvfrom函數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)的發(fā)送和接收。sendto用于向特定目的地發(fā)送數(shù)據(jù)，而recvfrom用于接收來(lái)自任意發(fā)送者的數(shù)據(jù)。關(guān)閉套接字：通信結(jié)束后，使用close函數(shù)關(guān)閉套接字。3.3UDP服務(wù)器與客戶(hù)端實(shí)現(xiàn)以下是UDP服務(wù)器與客戶(hù)端的基本實(shí)現(xiàn)步驟：UDP服務(wù)器：（1）創(chuàng)建UDP套接字。（2）綁定服務(wù)器地址和端口。（3）循環(huán)接收來(lái)自客戶(hù)端的數(shù)據(jù)報(bào)。（4）處理接收到的數(shù)據(jù)，并發(fā)送響應(yīng)數(shù)據(jù)給客戶(hù)端。（5）關(guān)閉套接字。UDP客戶(hù)端：（1）創(chuàng)建UDP套接字。（2）（可選）綁定本地地址和端口。（3）向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求。（4）接收服務(wù)器的響應(yīng)。（5）顯示接收到的數(shù)據(jù)。（6）關(guān)閉套接字。注意：在實(shí)際編程中，需要考慮網(wǎng)絡(luò)異常、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、超時(shí)等額外因素，保證程序的穩(wěn)定性和魯棒性。第4章網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層協(xié)議4.1HTTP協(xié)議HTTP（HyperTextTransferProtocol，超文本傳輸協(xié)議）是互聯(lián)網(wǎng)上應(yīng)用最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之一，主要用于在Web瀏覽器和服務(wù)器之間傳輸超文本數(shù)據(jù)。本章將對(duì)HTTP協(xié)議的基本原理、工作流程及報(bào)文結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)闡述。4.1.1HTTP基本原理HTTP協(xié)議采用請(qǐng)求/響應(yīng)模型，客戶(hù)端（瀏覽器）向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，服務(wù)器在接收到請(qǐng)求后返回響應(yīng)。HTTP協(xié)議基于TCP協(xié)議，默認(rèn)端口號(hào)為80。4.1.2HTTP工作流程HTTP工作流程包括以下步驟：（1）建立連接：客戶(hù)端與服務(wù)器建立TCP連接。（2）發(fā)送請(qǐng)求：客戶(hù)端向服務(wù)器發(fā)送HTTP請(qǐng)求。（3）服務(wù)器響應(yīng)：服務(wù)器在接收到請(qǐng)求后，HTTP響應(yīng)并發(fā)送給客戶(hù)端。（4）斷開(kāi)連接：在傳輸完成后，客戶(hù)端與服務(wù)器斷開(kāi)TCP連接。4.1.3HTTP報(bào)文結(jié)構(gòu)HTTP報(bào)文分為請(qǐng)求報(bào)文和響應(yīng)報(bào)文，其結(jié)構(gòu)如下：（1）請(qǐng)求報(bào)文：請(qǐng)求行：包括請(qǐng)求方法、URL和HTTP版本。請(qǐng)求頭：包括客戶(hù)端信息、請(qǐng)求類(lèi)型等?？招校河糜诜指粽?qǐng)求頭和請(qǐng)求體。請(qǐng)求體（可選）：包含請(qǐng)求參數(shù)或數(shù)據(jù)。（2）響應(yīng)報(bào)文：狀態(tài)行：包括HTTP版本、狀態(tài)碼和狀態(tài)描述。響應(yīng)頭：包括服務(wù)器信息、內(nèi)容類(lèi)型等?？招校河糜诜指繇憫?yīng)頭和響應(yīng)體。響應(yīng)體（可選）：包含服務(wù)器返回的數(shù)據(jù)。4.2FTP協(xié)議FTP（FileTransferProtocol，文件傳輸協(xié)議）是用于在計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行文件傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。本章將介紹FTP協(xié)議的工作原理、命令及數(shù)據(jù)傳輸方式。4.2.1FTP工作原理FTP采用客戶(hù)端/服務(wù)器模型，客戶(hù)端通過(guò)FTP命令與服務(wù)器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)文件的和。FTP基于TCP協(xié)議，默認(rèn)端口號(hào)為21（控制端口）和20（數(shù)據(jù)端口）。4.2.2FTP命令FTP命令分為以下幾類(lèi)：（1）連接與認(rèn)證命令：如OPEN、USER、PASS等。（2）文件操作命令：如RETR（文件）、STOR（文件）、LIST（查看目錄）等。（3）傳輸模式命令：如ASCII、BINARY等。（4）其他命令：如HELP、NOOP、QUIT等。4.2.3FTP數(shù)據(jù)傳輸方式FTP支持兩種數(shù)據(jù)傳輸方式：（1）主動(dòng)模式（PORT）：服務(wù)器主動(dòng)向客戶(hù)端發(fā)起數(shù)據(jù)連接。（2）被動(dòng)模式（PASV）：服務(wù)器被動(dòng)等待客戶(hù)端發(fā)起數(shù)據(jù)連接。4.3SMTP與POP3協(xié)議SMTP（SimpleMailTransferProtocol，簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議）和POP3（PostOfficeProtocolversion3，郵局協(xié)議版本3）是郵件系統(tǒng)中常用的兩個(gè)協(xié)議。本章將介紹這兩個(gè)協(xié)議的基本原理和使用方法。4.3.1SMTP協(xié)議SMTP是一種用于郵件傳輸?shù)膮f(xié)議，負(fù)責(zé)將郵件從發(fā)件人傳輸?shù)绞占?。其主要原理如下：?）發(fā)件人通過(guò)SMTP客戶(hù)端向發(fā)件人郵箱服務(wù)器發(fā)送郵件。（2）發(fā)件人郵箱服務(wù)器通過(guò)SMTP協(xié)議將郵件轉(zhuǎn)發(fā)到收件人郵箱服務(wù)器。（3）收件人通過(guò)郵件客戶(hù)端從收件人郵箱服務(wù)器接收郵件。4.3.2POP3協(xié)議POP3是一種用于郵件接收的協(xié)議，其工作原理如下：（1）收件人通過(guò)郵件客戶(hù)端與收件人郵箱服務(wù)器建立連接。（2）收件人郵箱服務(wù)器將郵件發(fā)送給收件人郵件客戶(hù)端。（3）收件人郵件客戶(hù)端從服務(wù)器上郵件，并將其保存到本地。第5章網(wǎng)絡(luò)安全基礎(chǔ)5.1網(wǎng)絡(luò)安全概述網(wǎng)絡(luò)安全是網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)中不可忽視的重要環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是保證網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性、完整性和可用性。本章主要介紹網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念、威脅及防范措施。通過(guò)學(xué)習(xí)，使讀者了解網(wǎng)絡(luò)安全的重要性，掌握基本的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)和方法。5.1.1網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念網(wǎng)絡(luò)安全涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、密碼學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，主要包括以下內(nèi)容：（1）機(jī)密性：保證信息在傳輸過(guò)程中不被非法獲取。（2）完整性：保證信息在傳輸過(guò)程中不被篡改。（3）可用性：保證網(wǎng)絡(luò)資源在需要時(shí)能夠正常訪問(wèn)和使用。（4）可控性：對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)和使用進(jìn)行控制，防止非法操作。5.1.2網(wǎng)絡(luò)安全威脅網(wǎng)絡(luò)安全威脅主要包括以下幾種：（1）非授權(quán)訪問(wèn)：未經(jīng)許可，非法用戶(hù)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源。（2）數(shù)據(jù)竊?。悍欠ǐ@取敏感信息，如賬號(hào)、密碼等。（3）數(shù)據(jù)篡改：在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，篡改數(shù)據(jù)內(nèi)容。（4）拒絕服務(wù)攻擊：通過(guò)占用網(wǎng)絡(luò)資源，導(dǎo)致合法用戶(hù)無(wú)法正常訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。（5）病毒和惡意軟件：感染計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，破壞系統(tǒng)安全。5.1.3網(wǎng)絡(luò)安全防范措施為防范網(wǎng)絡(luò)安全威脅，可以采取以下措施：（1）制定嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)安全策略。（2）使用安全協(xié)議和加密技術(shù)保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸。（3）部署防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量。（4）定期更新和修復(fù)系統(tǒng)漏洞。（5）增強(qiáng)用戶(hù)安全意識(shí)，進(jìn)行安全培訓(xùn)。5.2加密與認(rèn)證技術(shù)加密與認(rèn)證技術(shù)是保障網(wǎng)絡(luò)安全的核心技術(shù)，主要用于保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性。5.2.1加密技術(shù)加密技術(shù)是將明文轉(zhuǎn)換為密文的過(guò)程，以防止非法用戶(hù)竊取信息。常見(jiàn)的加密算法有：（1）對(duì)稱(chēng)加密：加密和解密使用相同的密鑰，如AES、DES等。（2）非對(duì)稱(chēng)加密：加密和解密使用不同的密鑰，如RSA、ECC等。（3）混合加密：結(jié)合對(duì)稱(chēng)加密和非對(duì)稱(chēng)加密的優(yōu)點(diǎn)，提高安全性。5.2.2認(rèn)證技術(shù)認(rèn)證技術(shù)用于驗(yàn)證通信雙方的身份，保證數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的完整性和真實(shí)性。常見(jiàn)的認(rèn)證技術(shù)有：（1）數(shù)字簽名：使用私鑰對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簽名，接收方使用公鑰進(jìn)行驗(yàn)證。（2）數(shù)字證書(shū)：由第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)頒發(fā)的電子證書(shū)，用于驗(yàn)證通信雙方的身份。（3）挑戰(zhàn)應(yīng)答機(jī)制：通過(guò)發(fā)送挑戰(zhàn)和接收應(yīng)答，驗(yàn)證用戶(hù)身份。5.3防火墻與入侵檢測(cè)防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的重要手段，用于監(jiān)控和阻止非法訪問(wèn)和攻擊行為。5.3.1防火墻技術(shù)防火墻是一種網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，用于控制進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流。其主要功能如下：（1）訪問(wèn)控制：根據(jù)安全策略，允許或拒絕數(shù)據(jù)包通過(guò)。（2）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）：隱藏內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，保護(hù)內(nèi)部主機(jī)。（3）VPN（虛擬專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)）：加密數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)安全遠(yuǎn)程訪問(wèn)。5.3.2入侵檢測(cè)技術(shù)入侵檢測(cè)系統(tǒng)（IDS）用于監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)流量，發(fā)覺(jué)并報(bào)告可疑行為。其主要功能如下：（1）檢測(cè)并報(bào)警已知攻擊類(lèi)型。（2）分析異常流量，發(fā)覺(jué)未知攻擊。（3）實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力。通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，讀者應(yīng)了解網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念、威脅及防范措施，掌握加密與認(rèn)證技術(shù)，以及防火墻和入侵檢測(cè)系統(tǒng)的配置和使用。這將有助于提高網(wǎng)絡(luò)程序開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)的安全性。第6章常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊與防護(hù)6.1網(wǎng)絡(luò)攻擊手段6.1.1數(shù)據(jù)竊取網(wǎng)絡(luò)攻擊者通過(guò)竊取用戶(hù)數(shù)據(jù)，如用戶(hù)名、密碼、信用卡信息等，進(jìn)行非法獲利。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)竊取手段包括釣魚(yú)攻擊、中間人攻擊和SQL注入等。6.1.2拒絕服務(wù)攻擊（DoS）攻擊者通過(guò)向目標(biāo)服務(wù)器發(fā)送大量無(wú)效請(qǐng)求，使其資源耗盡，無(wú)法正常提供服務(wù)。分布式拒絕服務(wù)攻擊（DDoS）是DoS攻擊的一種，利用多臺(tái)被控主機(jī)發(fā)起攻擊，更具破壞力。6.1.3惡意軟件攻擊惡意軟件包括病毒、木馬、蠕蟲(chóng)等，攻擊者通過(guò)這些軟件侵入用戶(hù)設(shè)備，獲取敏感信息或破壞系統(tǒng)。6.1.4社交工程攻擊攻擊者利用人性的弱點(diǎn)，通過(guò)欺騙、偽裝等手段獲取目標(biāo)用戶(hù)的敏感信息。6.1.5側(cè)信道攻擊攻擊者通過(guò)分析系統(tǒng)的物理特性，如功耗、電磁泄漏等，獲取敏感信息。6.2防護(hù)策略與措施6.2.1防火墻技術(shù)通過(guò)設(shè)置防火墻，對(duì)進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，防止惡意攻擊和數(shù)據(jù)泄露。6.2.2加密技術(shù)采用對(duì)稱(chēng)加密、非對(duì)稱(chēng)加密和哈希算法等技術(shù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，提高數(shù)據(jù)安全性。6.2.3認(rèn)證與授權(quán)對(duì)用戶(hù)身份進(jìn)行認(rèn)證，保證合法用戶(hù)才能訪問(wèn)系統(tǒng)資源。同時(shí)對(duì)用戶(hù)的操作權(quán)限進(jìn)行控制，避免越權(quán)訪問(wèn)。6.2.4安全協(xié)議使用安全協(xié)議（如SSL/TLS、IPSec等）保障數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全性。6.2.5入侵檢測(cè)與防御系統(tǒng)（IDS/IPS）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量，發(fā)覺(jué)并阻止?jié)撛诘墓粜袨椤?.2.6安全編程規(guī)范遵循安全編程規(guī)范，減少代碼漏洞，提高系統(tǒng)安全性。6.3安全編程實(shí)踐6.3.1輸入驗(yàn)證對(duì)用戶(hù)輸入進(jìn)行合法性檢查，防止惡意輸入導(dǎo)致的漏洞。6.3.2輸出編碼對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，避免跨站腳本攻擊（XSS）等安全問(wèn)題。6.3.3安全存儲(chǔ)保證敏感數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)過(guò)程中的安全性，采用加密存儲(chǔ)、訪問(wèn)控制等措施。6.3.4錯(cuò)誤處理合理處理程序錯(cuò)誤，避免泄露敏感信息。6.3.5安全更新與補(bǔ)丁管理及時(shí)更新系統(tǒng)和應(yīng)用程序，修復(fù)已知的安全漏洞。6.3.6代碼審計(jì)定期進(jìn)行代碼審計(jì)，發(fā)覺(jué)并修復(fù)潛在的安全問(wèn)題。第7章網(wǎng)絡(luò)編程進(jìn)階7.1多線程與多進(jìn)程7.1.1多線程多線程是網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)中常用的一種并發(fā)編程技術(shù)。本章將詳細(xì)介紹多線程的概念、原理以及如何在網(wǎng)絡(luò)編程中使用多線程。內(nèi)容包括：線程的創(chuàng)建與銷(xiāo)毀線程的同步與互斥線程的通信機(jī)制線程池的原理與實(shí)現(xiàn)7.1.2多進(jìn)程多進(jìn)程是另一種并發(fā)編程技術(shù)，與多線程相比，具有更高的資源消耗和更低的通信復(fù)雜度。本節(jié)將討論以下內(nèi)容：進(jìn)程的創(chuàng)建與銷(xiāo)毀進(jìn)程間通信（InterProcessCommunication,IPC）進(jìn)程同步與互斥進(jìn)程池的應(yīng)用與實(shí)踐7.2I/O復(fù)用與異步I/O7.2.1I/O復(fù)用I/O復(fù)用是指通過(guò)一種機(jī)制，使得單個(gè)進(jìn)程或線程可以處理多個(gè)I/O流。本節(jié)將介紹以下內(nèi)容：I/O復(fù)用的基本原理select、poll和epoll函數(shù)的使用與區(qū)別I/O復(fù)用在網(wǎng)絡(luò)編程中的應(yīng)用實(shí)例7.2.2異步I/O異步I/O是網(wǎng)絡(luò)編程中的一種高效I/O處理方式，可以提高程序功能。本節(jié)將討論以下內(nèi)容：異步I/O的原理與實(shí)現(xiàn)事件驅(qū)動(dòng)編程模型非阻塞I/O與異步I/O的區(qū)別異步I/O在網(wǎng)絡(luò)編程中的應(yīng)用案例7.3網(wǎng)絡(luò)編程功能優(yōu)化7.3.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是影響網(wǎng)絡(luò)編程功能的重要因素。本節(jié)將從以下方面探討如何優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧：選用合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議棧參數(shù)調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)包處理優(yōu)化7.3.2網(wǎng)絡(luò)編程模型優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)編程模型的選擇對(duì)程序功能具有重要影響。本節(jié)將分析以下網(wǎng)絡(luò)編程模型：同步與異步模型阻塞與非阻塞模型reactor與proactor模型7.3.3網(wǎng)絡(luò)編程代碼優(yōu)化除了網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和編程模型，代碼層面的優(yōu)化也。本節(jié)將討論以下優(yōu)化措施：高效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)存池與對(duì)象池CPU親和性與線程綁定代碼層面的功能分析與調(diào)優(yōu)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，希望讀者能夠掌握網(wǎng)絡(luò)編程的進(jìn)階知識(shí)，為開(kāi)發(fā)高功能、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。第8章網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例8.1網(wǎng)絡(luò)聊天室8.1.1概述網(wǎng)絡(luò)聊天室是一種基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的實(shí)時(shí)交流平臺(tái)，用戶(hù)可以通過(guò)該平臺(tái)進(jìn)行在線文字、語(yǔ)音、視頻等多種方式的交流。在本案例中，我們將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于TCP協(xié)議的簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)聊天室。8.1.2技術(shù)選型本案例采用C/S架構(gòu)，客戶(hù)端和服務(wù)器端之間使用TCP協(xié)議進(jìn)行通信。客戶(hù)端采用圖形化界面，便于用戶(hù)操作；服務(wù)器端負(fù)責(zé)維護(hù)用戶(hù)列表、轉(zhuǎn)發(fā)消息等功能。8.1.3功能需求（1）用戶(hù)注冊(cè)與登錄（2）私聊與群聊（3）消息實(shí)時(shí)顯示（4）用戶(hù)列表顯示（5）消息歷史記錄查看8.1.4實(shí)現(xiàn)步驟（1）搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境（2）設(shè)計(jì)客戶(hù)端界面（3）實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與服務(wù)器端的通信（4）實(shí)現(xiàn)用戶(hù)注冊(cè)、登錄功能（5）實(shí)現(xiàn)私聊、群聊功能（6）實(shí)現(xiàn)消息實(shí)時(shí)顯示、用戶(hù)列表顯示、消息歷史記錄查看功能8.2文件傳輸工具8.2.1概述文件傳輸工具是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中常見(jiàn)的一種工具，可以實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間的文件傳輸。在本案例中，我們將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于TCP協(xié)議的簡(jiǎn)易文件傳輸工具。8.2.2技術(shù)選型本案例采用C/S架構(gòu)，客戶(hù)端和服務(wù)器端之間使用TCP協(xié)議進(jìn)行通信。文件傳輸過(guò)程中采用分塊傳輸?shù)姆绞剑蕴岣邆鬏斝屎头€(wěn)定性。8.2.3功能需求（1）文件（2）文件（3）支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳（4）文件列表顯示（5）傳輸進(jìn)度顯示8.2.4實(shí)現(xiàn)步驟（1）搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境（2）設(shè)計(jì)客戶(hù)端界面（3）實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與服務(wù)器端的通信（4）實(shí)現(xiàn)文件、功能（5）實(shí)現(xiàn)斷點(diǎn)續(xù)傳功能（6）實(shí)現(xiàn)文件列表顯示、傳輸進(jìn)度顯示功能8.3簡(jiǎn)易Web服務(wù)器8.3.1概述Web服務(wù)器是互聯(lián)網(wǎng)上提供網(wǎng)頁(yè)瀏覽服務(wù)的重要設(shè)備。在本案例中，我們將設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)易的Web服務(wù)器，用于提供靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的瀏覽。8.3.2技術(shù)選型本案例采用C/S架構(gòu)，服務(wù)器端使用TCP協(xié)議與客戶(hù)端進(jìn)行通信。服務(wù)器端采用多線程技術(shù)，提高并發(fā)處理能力。8.3.3功能需求（1）提供靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的瀏覽（2）支持HTTP協(xié)議的基本請(qǐng)求方法（GET、POST等）（3）支持多客戶(hù)端并發(fā)訪問(wèn)8.3.4實(shí)現(xiàn)步驟（1）搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境（2）設(shè)計(jì)服務(wù)器端架構(gòu)（3）實(shí)現(xiàn)TCP連接的建立與維護(hù)（4）實(shí)現(xiàn)HTTP協(xié)議請(qǐng)求的解析（5）實(shí)現(xiàn)靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)的響應(yīng)（6）實(shí)現(xiàn)多線程并發(fā)處理客戶(hù)端請(qǐng)求（7）測(cè)試Web服務(wù)器功能及功能第9章移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程9.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)概述移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)作為現(xiàn)代通信技術(shù)的核心，為人們提供了隨時(shí)隨地的信息交流與數(shù)據(jù)傳輸能力。本章將介紹移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念、技術(shù)原理以及其在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。9.1.1移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基本概念介紹移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的基本概念，包括GSM、CDMA、3G、4G、5G等移動(dòng)通信技術(shù)，以及WiFi、藍(lán)牙等短距離無(wú)線通信技術(shù)。9.1.2移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理分析移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的組成、工作原理和關(guān)鍵技術(shù)，如基站、核心網(wǎng)、IP協(xié)議、路由選擇等。9.1.3移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程應(yīng)用探討移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)編程在各類(lèi)應(yīng)用程序中的應(yīng)用，如即時(shí)通訊、社交網(wǎng)絡(luò)、在線游戲等。9.2Android網(wǎng)絡(luò)編程Android作為目前主流的移動(dòng)操作系統(tǒng)，擁有豐富的網(wǎng)絡(luò)編程接口。本節(jié)將詳細(xì)介紹Android平臺(tái)下的網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)。9.2.1網(wǎng)絡(luò)通信