客户端-服务端模型

　　
　　一个连接可以通过客户端-服务器端的IP和端口唯一确定，这叫做套接字对，按照下面的四元组表示：（clientaddr:clientport, serveraddr: serverport)。下图表示了一个客户端-服务器之间的连接：

保留网段

　　国际标准组织在IPv4地址空间里面，专门划出了一些网段，这些网段不会用做公网上的IP，而是仅仅保留做内部使用，我们把这些地址称作保留网段。下表是三个保留网段，其可以容纳的计算机主机个数分别是 16777216 个、1048576 个和 65536 个。

子网掩码

　　在网络IP划分的时候，我们需要区分两个概念。第一是网络（network）的概念，直观点说，它表示的是这组IP共同的部分，比如在192.168.1.1-192.168.1.255这个区间里，它们共同的部分是192.168.1.0。第二是主机（host）的概念，它表示的是这组IP不同的部分，上面的例子中1-255就是不同的那些部分，表示有255个可用的不同IP。例如IPv4地址，192.0.2.12，我们可以说前面三个bytes是子网，最后一个byte是host，或者换个方式，我们能说host为8位，子网掩码为192.0.2.0/24（255.255.255.0）。
　　很久以前，有子网（subnet）的分类，在这里，一个IPv4地址的第一个，前两个或前三个字节是属于网络的一部分。如果你很幸运地可以拥有一个字节的网络，而另外三个字节是host地址，那在你的网络里，你有价值三个字节，也就是24个比特的主机地址，这是什么概念呢？2的24次方，大约是一千六百万个地址左右。这是一个“Class A”（A 类）网络。
　　再来重新看一下保留网段的这张表格，表格第一行就是这样的一个A类网络，10是对应的网络字节部分，主机的字节是3，我们将一个字节的子网记作255.0.0.0。相对的，“ClassB”（B类）的网络，网络有两个字节，而host只有两个字节，也就是说拥有的主机个数为65536。“ClassC”（C类）的网络，网络有三个字节，而host只有一个字节，也就是说拥有的主机个数为256。
　　网络地址位数由子网掩码（Netmask）决定，你可以将IP地址与子网掩码进行“位与”操作，就能得到网络的值。子网掩码一般看起来像是255.255.255.0（二进制为11111111.11111111.11111111.00000000），比如你的IP是192.0.2.12，使用这个子网掩码时，你的网络就会是192.0.2.12与255.255.255.0所得到的值：192.0.2.0，192.0.2.0就是这个网络的值。
　　子网掩码能接受任意个位，而不单纯是上面讨论的8，16或24个比特而已。所以你可以有一个子网掩码255.255.255.252（二进制位11111111.11111111.11111111.11111100），这个子网掩码能切出一个30个位的网络以及2个位的主机，这个网络最多有四台host。为什么是4台host呢？因为不变的部分只有最后两位，所有的可能为2的2次方，即4台host。
　　注意，子网掩码的格式永远都是二进制格式：前面是一连串的1，后面跟着一连串的0。不过一大串的数字会有点不好用，比如像255.192.0.0这样的子网掩码，人们无法直观地知道有多少个1，多少个0，后来人们发明了新的办法，你只需要将一个斜线放在IP地址后面，接着用一个十进制的数字用以表示网络的位数，类似这样：192.0.2.12/30,这样就很容易知道有30个1，2个0，所以主机个数为4。
　　例如，从172.16.0.0/12这个IP中得出信息，172.16.0.0为B类网，12为网络号，默认B类网的网络号（也就是子网掩码中1的个数）是16位，而此处为12位，那么便有2^(16-12)=16个连续子网。而对于192.168.0.0/16，192.168.0.0为C类网，16为网络号，默认C类网的网络号是24位，而此处为16位，那么便有2^(24-16)=256个连续的子网。注意，这里说的子网是说网络，并不是说可连接的主机数。从以上的分析可以看出，子网掩码决定了不同类型网络中子网的个数。

全球域名系统

　　全球域名按照从大到小的结构，形成了一棵树状结构。实际访问一个域名时，是从最底层开始写起，例如www.google.com，www.tinghua.edu.cn等。结构如下图：

套接字和地址

　　在网络编程中，我们经常会提到socket这个词，它的中文翻译为套接字，有的时候也叫做套接口。在网络编程中，到底应该怎么理解socket呢？首先看一张图：

　　这张图表达的其实是网络编程中，客户端和服务器工作的核心逻辑。具体来说，客户端进程向操作系统内核发起write字节流写操作，内核协议栈将字节流通过网络设备传输到服务器端，服务器端从内核得到信息，将字节流从内核读入到进程中，并开始业务逻辑的处理，完成之后，服务器端再将得到的结果以同样的方式写给客户端。可以看到，一旦连接建立，数据的传输就不再是单向的，而是双向的，这也是TCP的一个显著特性。
　　以上所有的操作，都是通过socket来完成的。无论是客户端的connect，还是服务端的accept，或者read/write操作等，socket是我们用来建立连接，传输数据的唯一途径。
　　在使用套接字时，首先要解决通信双方寻址的问题。我们需要套接字的地址建立连接，就像打电话时首先需要查找电话簿，找到你想要联系的那个人，你才可以建立连接，开始交流。下面先看一下套接字的通用地址结构：

/* POSIX.1g 规范规定了地址族为 2 字节的值. */
typedef unsigned short int sa_family_t;
/* 描述通用套接字地址 */
struct sockaddr{
sa_family_t sa_family; /* 地址族. 16-bit*/
char sa_data[14]; /* 具体的地址值 112-bit */
};

　　在这个结构体里，第一个字段是地址族，它表示使用什么样的方式对地址进行解释和保存，好比电话簿里的手机格式，或者是固话格式，这两种格式的长度和含义都是不同的。地址族常用的有：AF_LOCAL（本地地址，对应的是Unix套接字，这种情况一般用于本地socket通信，很多情况下也可以写成AF_UNIX、AF_FILE）、AF_INET（因特网使用的IPv4地址）、AF_INET6（因特网使用的IPv6地址）。这里的AF_表示的含义是AddressFamily，但是很多情况下，我们也会看到以PF_表示的宏，比如PF_INET、PF_INET6等，实际上PF_的意思是ProtocolFamily，也就是协议族的意思。我们用AF_xxx这样的值来初始化socket地址，用PF_xxx这样的值来初始化socket。