网络开发基础（游戏方向）之 概念名词

前言

1、一款网络游戏分为客户端和服务端两个部分，客户端程序运行在用户的电脑或手机上，服务端程序运行在游戏运营商的服务器上。

2、客户端和服务端之间，服务端和服务端之间一般都是使用TCP网络通信。客户端和客户端之间通过服务端的消息转发进行通信。

3、强联网游戏和弱联网游戏

强联网游戏：这种游戏会频繁地和服务端进行通信，会一直和服务器保持连接状态，不停地和服务器之间交换数据。例如MMORPG、MOBA。

弱联网游戏：这种游戏不会频繁地进行数据通信，客户端和服务端之间每次连接只处理一次请求，服务端处理客户端请求后返回数据后就断开连接了。例如三消休闲游戏，卡牌游戏。

特性	强联网游戏	弱联网游戏
连接方式	持久TCP/UDP连接	短时HTTP/HTTPS连接
通信频率	高频(10-60次/秒)	低频(几分钟至几小时一次)
数据传输量	大量实时状态数据(位置、动作等)	少量业务数据(分数、道具等)
同步机制	帧同步/状态同步	最终一致性同步
容错能力	要求快速断线重连	支持离线缓存后同步

4、

Socket(套接字)：主要用来完成长连接网络游戏需求

HTTP(超文本传输协议)：用于客户端（如浏览器）和服务器之间的网页数据传输（如 HTML、图片、视频）。

FTP(文件传输协议)：用于在客户端和服务器之间上传/下载文件。

IP地址和端口号

     IP地址和端口号是计算机网络中用于标识设备和服务的关键概念，它们共同确保数据准确传输到目标应用程序。

IP地址

作用：唯一标识网络中的设备（如电脑、服务器、手机等）。

类型：

• IPv4：32位地址，格式为 192.168.1.1（约42亿个地址，已接近枯竭）。

• IPv6：128位地址，格式为 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334（解决IPv4不足的问题）。

分类：

• 公网IP：全球唯一，用于互联网通信（如谷歌的 8.8.8.8）。

• 私网IP：局域网内使用（如 192.168.x.x、10.x.x.x），通过NAT转换访问公网。

端口号

作用：标识设备上的具体服务或应用程序（一台设备可运行多个服务）。

范围：16位数字（0-65535），分为三类：

• 知名端口（0-1023）：预留给系统服务（如HTTP: 80、HTTPS: 443、SSH: 22）。

• 注册端口（1024-49151）：分配给用户应用程序（如MySQL: 3306）。

• 动态端口（49152-65535）：临时用于客户端连接。

补充

1、本地开发可以使用 localhost:3000（localhost指向本机IP 127.0.0.1）。

2、为什么需要端口号？

IP地址只能定位设备，端口号进一步指定数据交给哪个应用程序处理。

3、端口号可以随意设置吗？

避免使用0-1023的知名端口（需管理员权限），通常选择1024以上的端口。

4、查看本机ip地址

在windows操作系统中打开命令提示符窗口，然后输入指令ipconfig查看本机的IP地址信息

快捷方式：运行窗口（win+R）-> 打开cmd -> ipconfig

5、可以通过送快递来理解IP地址和端口号：IP地址相当于居住小区的楼栋号地址，端口号相当于门牌号。只有知道了小区楼栋地址+门牌号才能准确地把快递送达。

TCP/IP协议

TCP/IP 协议概述

全称：Transmission Control Protocol / Internet Protocol。即传输控制/网络协议，也叫作网络通讯协议。

作用：提供可靠的、端到端的数据传输，确保数据在网络中正确路由和交付。

注意：TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等等协议构成的协议族 ，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

TCP/IP 四层模型

层级	功能	典型协议
应用层	提供用户接口和网络服务	HTTP、FTP、DNS、SMTP、SSH
传输层	确保端到端的数据传输（可靠/不可靠）	TCP（可靠）、UDP（不可靠）
网络层	负责寻址和路由（跨网络传输）	IP（IPv4/IPv6）、ICMP、ARP
网络接口层	物理连接和帧传输（数据链路+物理）	Ethernet（以太网）、Wi-Fi、PPP

总结

• TCP/IP 是互联网的基石，涵盖应用层、传输层、网络层、网络接口层。

• TCP 提供可靠传输，UDP 追求高效，IP 负责寻址和路由。

• 理解 TCP/IP 有助于诊断网络问题（如延迟、丢包）和优化应用设计。

TCP和UDP

       TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）是 TCP/IP 协议族 中最核心的两个传输层协议，它们在数据传输方式、可靠性和应用场景上有显著区别：

1、TCP:是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

2、UDP:是一种无连接的、不可靠、但传输效率较高的协议。

TCP

传输控制协议（Transmission Control Protocol)

特点：

1、面向连接：通信前需要通过三次握手建立连接；结束时通过四次挥手释放连接。

2、可靠传输：通过确认应答（ACK）、超时重传、流量控制保证数据完整。

3、有序交付：数据按发送顺序重组。

优点：

1、数据不丢失、不重复、按序到达。
2、适合对可靠性要求高的场景（如网页、文件传输）。

缺点：

1、建立连接和确认机制引入额外开销，延迟较高。
2、不适合实时性要求极高的应用（如视频会议）。

UDP

用户数据报协议(User Datagram Protocol)

特点：

1、无连接：直接发送数据，无需握手或断开连接。

2、不可靠传输：无确认、重传、流量控制机制，数据可能丢失或乱序。

3、高效低延迟：头部仅8个字节（TCP至少20个字节），传输开销小。

4、支持广播/多播：可同时向多个目标发送数据（如视频直播）。

优点：

1、传输速度快，实时性高。
2、适合对延迟敏感的应用。

缺点：

1、不保证数据完整性，可能丢包或乱序。
2、需应用层自行处理可靠性（如 QUIC 协议基于 UDP 实现可靠传输）。

对比

特性	TCP	UDP
连接方式	面向连接（三次握手）	无连接
可靠性	可靠（确认+重传）	不可靠
数据顺序	保证有序	不保证顺序
流量控制	滑动窗口机制	无
拥塞控制	有（慢启动、拥塞避免）	无
头部大小	至少 20 字节	8 字节
传输效率	较低（延迟高）	极高（延迟低）
适用场景	网页、文件、邮件	视频、游戏、实时通信

三次握手和四次挥手

三次握手

Three-Way Handshake

流程	发送方	接收方	信息
第一次握手	客户端	服务端	客户端向服务端请求连接
第二次握手	服务端	客户端	服务端同意连接请求，并告知客户端
第三次握手	客户端	服务端	客户端开始连接操作

目的：在通信双方（客户端和服务端）之间建立可靠的 TCP 连接，同步初始序列号（ISN），确保双方都能正常收发数据。

为什么需要三次握手？

• 防止历史重复连接初始化：避免因网络延迟导致的旧连接请求突然到达，造成资源浪费。

• 同步双方初始序列号：确保双方都知道对方的起始序列号，保证数据有序传输。

• 双向确认：客户端和服务端均确认对方的收发能力正常。

四次挥手

Four-Way Handshake

流程	发送方	接收方	信息
第一次挥手	客户端	服务端	客户端告诉服务器数据已发完，如果还有消息就快发完，否则将要断开连接
第二次挥手	服务端	客户端	服务器接受第一次挥手的信息，告诉客户端继续等待
第三次挥手	服务端	客户端	服务器消息已发完，告诉客户端可以开始断开连接
第四次挥手	客户端	服务端	客户端接受到操作指令，等待一定一时间如果没有收到服务器回复就开始断开操作

目的：安全地释放 TCP 连接，确保双方数据全部传输完毕。