Sieć #
Architektura sieci #
Poniższy diagram przedstawia typy sieciowe w bibliotece systemowej wraz z warstwami sieci, które im odpowiadają.
Warstwa transportu #
W warstwie transportu znajdują się dwa podstawowe protokoły wysyłania i odbierania danych: TCP (Transmission and Control Protocol) i UDP (Univeral Datagram Protocol). Protokół TCP bazuje na nawiązaniu połączenia. Wykorzystywany wszędzie tam gdzie potrzebna jest gwarancja, że dane dotrą w całości i w dobrej kolejności. Protokół UDP nie wymaga nawiązywania połączenia, nie gwarantuje też dostarczenia danych, ale wspierają rozgłaszanie. Wykorzystywane tam gdzie szybkość jest ważniejsza niż niezawodność, np. strumieniowanie wideo, rozmowy głosowe.
UDP i TCP pozwalają na przesył danych, nie definiują wiadomości jakie można nimi wysyłać ani jakiejś ustalonej kolejności ich wymiany. Używając bezpośrednio tych protokołów musimy sami o to zadbać o takie rzeczy jak autentykacja czy szyfrowanie.
Warstwa aplikacji #
Warstwa aplikacji definiuje protokoły wyższego poziomu - w jaki sposób aplikacje komunikują się ze sobą i wymieniają dane. Protokoły warstwy aplikacji, takie jak HTTP, FTP, SMTP, czy DNS, określają format wiadomości oraz zasady interakcji między klientem a serwerem. W przeciwieństwie do protokołów transportowych (TCP/UDP), które zajmują się przesyłaniem bajtów, protokoły aplikacji skupiają się na semantyce danych i operacjach specyficznych dla danej usługi.
Wiele z protokołów w warstwie aplikacji to najczęściej obudowany protokół TCP/UDP w semantykę wymiany wiadomości. HTTP do wersji 2, SMTP i FTP wykorzytują TCP, HTTP w wersji 3, VoIP (Voice over IP), BitTorrent, DNS wykorzystują UDP. W .NET, klasa HttpClient jest podstawowym sposobem interakcji z usługami opartymi na protokole HTTP.
Adresy i porty #
Do komunikacji między urządzeniami i komputerami w sieci potrzebujemy adresów. Istnieją dwa standardy zapisu adresów: 32-bitowy IPv4 (np. 192.168.8.1) i 128-bitowy IPv6 (np. DEAD:BEEF:2137:6967:0420:0B4D:ADD4:E550). Klasa IPAddress z przestrzeni nazw System.Net jest w stanie reprezentować obydwa adresy.
IPAddress ipv4 = IPAddress.Parse("192.168.0.100");
Console.WriteLine($"{ipv4}, addr family: {ipv4.AddressFamily}");
IPAddress ipv6 = IPAddress.Parse("2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334");
Console.WriteLine($"{ipv6}, addr family: {ipv6.AddressFamily}");
// 192.168.0.100, addr family: InterNetwork
// 2001:db8:85a3::8a2e:370:7334, addr family: InterNetworkV6Protokoły TCP i UDP dzielą każdy adress IP na 65536 portów (0-65535), dzięki czemu komputer z pojedynczym adresem IP może uruchamiać wiele aplikacji, każda na osobnym porcie. Adres IP wraz z portem jest reprezentowany przez klasę IPEndPoint.
IPAddress ipv4 = IPAddress.Parse("192.168.0.100");
IPEndPoint ipv4Ep = new IPEndPoint(ipv4, 5000); // Port 5000
Console.WriteLine(ipv4Ep);
// 192.168.0.100:5000DNS #
DNS to usługa, która pozwala na konwersję między adresami IP, a przyjaznymi dla człowieka nazwami domeny (np. csharp.mini.pw.edu.pl).
Klasa Dns pozwala na konwersję w dwie strony:
foreach (IPAddress address in await Dns.GetHostAddressesAsync("pw.edu.pl"))
Console.WriteLine(address);
// 194.29.151.9IPHostEntry entry = await Dns.GetHostEntryAsync("194.29.151.9");
Console.WriteLine(entry.HostName);
// www-virt6.ci.pw.edu.pl