深入剖析 C/S 与 B/S 架构及网络通信基础

目录
C/S 架构详解​
概念与示例​
长处​
B/S 架构详解​
概念与示例​
优势​
缺点​
C/S 与 B/S 的区别​
架构组成​
使用场景​
开发和维护​
安全性​
网络通信基础​
IP 地址​
MAC（物理地址）​
端口​
路由器​
网关​
子网掩码​
五层模子​

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    在当今数字化时代，软件架构和网络通信是构建各类应用系统的核心要素。不同的软件架构决定了应用的性能、安全性和可维护性，而网络通信则是实现设备间数据交互的基石。本文将深入探究 C/S 与 B/S 架构的特点、区别以及网络通信的相干基础知识。​
C/S 架构详解​

概念与示例​

        C/S 即 Client/Server（客户端 / 服务器）架构。在这种架构模式下，客户端和服务器端协同工作。常见的如钉钉、QQ、微信等即时通讯软件，它们都属于 C/S 架构的典型代表。用户在使用这些软件时，需先在当地设备上安装对应的客户端程序。​
长处​

        C/S 架构的显著长处之一是能够将一些不常修改的文件缓存到当地客户端。以大型游戏为例，游戏客户端会将部分游戏资源，如地图纹理、角色模子等缓存到当地。当玩家再次启动游戏时，这些缓存的资源无需重新从服务器下载，大大收缩了游戏的加载时间，提升了玩家体验。同时，在网络不稳固的环境下，依赖当地缓存的资源，游戏仍能保持肯定程度的流畅运行。​
B/S 架构详解​

概念与示例​

        B/S 即 Browser/Server（欣赏器 / 服务器）架构。用户通过欣赏器即可访问服务器端提供的服务，无需安装额外的当地客户端。像学校常用的教务管理系统，门生、教师只需在欣赏器地址栏输入对应的网址，就能登录系统进行课程查询、结果管理等操作。​
优势​

        B/S 架构最大的优势在于方便维护和统一更新。比方，当教务管理系统需要新增课程评价功能时，开发职员只需在服务器端完乐成能开发和摆设。下次用户使用欣赏器访问系统时，无需进行任何当地操作，即可直接使用新增的课程评价功能。这极大地低落了软件维护的成本和复杂度，尤其是对于大量分散的用户群体而言。​
缺点​

然而，B/S 架构对服务器的性能要求极高。在学校开学选课期间，大量门生同时登录教务管理系统进行选课操作，这就形成了高并发场景。若服务器性能不足，就会出现系统响应缓慢甚至崩溃的环境。为应对高并发，通常需要接纳服务器集群技术，即将多台服务器组合在一起协同工作，以提高整体的处理能力，但这无疑增长了服务器的建设和管理成本。​
C/S 与 B/S 的区别​

架构组成​

        CS 架构：由客户端和服务器端组成。客户端作为与用户交互的界面，负责网络用户输入的信息，如用户在 QQ 客户端中输入的聊天内容、发送的文件等。然后，客户端将这些请求发送给服务器端。服务器端则负担着数据存储、复杂业务逻辑处理等重要使命。比方，QQ 服务器端会将用户的聊天记载存储在数据库中，并在吸收到用户的挚友添加请求时，验证两边的身份信息等。​
        BS 架构：主要由欣赏器和服务器端构成。欣赏器充当客户端的角色，用户通过在欣赏器地址栏输入网址来访问服务器端提供的服务。服务器端根据用户请求，生成相应的网页内容，并将其返回给欣赏器进行展示。好比，用户在欣赏器中访问淘宝网站，服务器端会根据用户的欣赏行为，生成包罗商品信息、保举内容等的网页发送给用户欣赏器。​
使用场景​

        CS 架构：适用于对安全性、性能和交互性要求较高的应用场景。以企业级的财政软件为例，企业财政数据涉及大量敏感信息，对安全性要求极高。C/S 架构下，客户端与服务器端之间接纳专用协议通信，数据传输相对安全。而且，财政软件通常需要处理复杂的财政盘算逻辑，客户端可以进行部分数据处理和缓存，减轻服务器负担，提高响应速度，确保财政职员能够高效地进行财政报表生成、账目核算等操作。​
        BS 架构：适用于需要广泛访问和跨平台使用的应用场景。在线办公系统就是典型例子，企业员工可能使用不同操作系统的设备，如 Windows 电脑、Mac 电脑、甚至是手机和平板。通过 B/S 架构，员工只需在各自设备的欣赏器中输入办公系统网址，就能随时随地访问系统，进行文档编辑、使命分配等办公操作，无需担心因设备不同而导致软件兼容性问题。​
开发和维护​

        CS 架构：开发时需要分别针对客户端和服务器端进行编程，这意味着开发团队需要掌握多种编程语言和开发框架。比方，开发一款 C/S 架构的医疗管理软件，客户端可能使用 C# 语言联合 WPF 框架进行开发，以实现良好的用户界面交互效果；服务器端则可能使用 Java 语言和 Spring Boot 框架来搭建稳固的服务端架构。而且，客户端的安装和更新需要用户手动操作。当软件功能升级或修复漏洞时，需要逐个通知用户并指导其进行客户端更新，这在用户数量浩繁时，维护成本极高。​
        BS 架构：开发工作主要集中在服务器端。开发职员只需关注服务器端的代码编写和功能实现，客户端通过欣赏器即可访问。当服务器端完成更新和维护后，用户下次访问时自动获取最新版本，无需手动干预。比方，一个在线教育平台进行课程内容更新和功能优化后，门生下次登录平台时，欣赏器会自动加载最新的页面内容，无需像 C/S 架构那样等候客户端更新。​
安全性​

        CS 架构：客户端与服务器端之间的通信通常接纳专用协议，这种协议在设计时充实考虑了数据的加密和安全性。而且，客户端是专门开发的应用程序，相比欣赏器，不容易受到来自网络的安全威胁。不外，如果客户端程序本身存在漏洞，黑客可能会使用这些漏洞进行攻击，如通过恶意程序篡改客户端代码，获取用户信息。​
        BS 架构：由于通过欣赏器访问，容易遭受多种网络攻击。比方，SQL 注入攻击，黑客通过在网页输入框中输入恶意的 SQL 语句，试图非法获取或篡改服务器数据库中的数据。XSS（跨站脚本攻击）也是常见的威胁，黑客将恶意脚本注入到网页中，当用户访问该网页时，恶意脚本在用户欣赏器中执行，可能窃取用户的登录凭据等敏感信息。因此，B/S 架构的服务器端需要采取严格的安全防护步伐，如输入验证、漏洞扫描等，以保障数据安全。​
网络通信基础​

IP 地址​

        IP 地址是设备在网络中的标识位置。在 Windows 系统的命令提示符（cmd）中，使用 “ipconfig” 命令可以查询到当地设备的 IP 地址。IP 地址的格式为 “XXX.XXX.XXX.XXX”，每个 “XXX” 取值范围为 0 - 255，共有 256 种可能性，其中 255 是上限。比方，192.168.1.1 就是一个常见的 IP 地址。IP 地址如同现实生活中的家庭住址，网络中的数据通过 IP 地址找到目标设备，实现数据的正确传输。​
MAC（物理地址）​

        MAC 地址是设备的唯一物理地址，雷同于设备的身份证。在 cmd 中使用 “ipconfig /all” 命令可以查询到设备的 MAC 地址。它由 12 位十六进制数表现，通常以冒号分隔，如 “00:11:22:33:44:55”。MAC 地址在设备出厂时就已固化，而且在环球范围内具有唯一性。网络设备在进行数据链路层通信时，会使用 MAC 地址来识别目标设备。​
端口​

        端标语用于标识设备上运行的每个程序。有效的端标语范围是 0 - 65535，其中 0 - 1024 是系统备用端口，在开发应用程序时，应制止使用这些系统备用端口。比方，当我们在欣赏器中访问网页时，欣赏器使用的是 80 端口（HTTP 协议默认端口）与服务器进行通信。IP 地址加上端标语，就能够正确找到某一台设备上的某一款软件，实现不同程序之间的数据交互。​
路由器​

        路由器是毗连不同网段的关键设备。比方，在一个企业网络中，可能存在办公区网段、生产区网段等多个不同网段。路由器能够根据网络地址将数据从一个网段转发到另一个网段，实现不同网段设备之间的通信。它就像是都会中的交通枢纽，负责指挥数据在不同网络地域之间的活动。​
网关​

        网关是某一个网段的入口和出口，它可以控制网络访问权限。好比，学校网络通过设置网关，可以限定门生访问某些不良网站，保障校园网络环境的康健。网关在网络通信中起到了边界控制和数据转发的作用，是网络安全和通信管理的重要组成部分。​
子网掩码​

        子网掩码用于确定 IP 地址的网络部分和主机部分。通过将 IP 地址与子网掩码进行 “与” 运算，可以得到真实网段。比方，对于 IP 地址 172.16.1.11 和子网掩码 255.255.255.0，进行二进制运算：​

• IP 地址：10101100.00010000.00000001.00001011​
  

• 子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000​
  

• 运算结果：10101100.00010000.00000001.00000000​
  

        如果两个设备的 IP 地址与子网掩码运算结果雷同，就说明它们在同一个网段里，能够直接进行通信。子网掩码在网络规划和管理中起着关键作用，公道设置子网掩码可以优化网络性能，提高网络安全性。​
五层模子​

        互联网协议按照功能不同分为 OSI 七层、TCP/IP 五层或 TCP/IP 四层，这里重点介绍 TCP/IP 五层模子：​
        应用层：负责处理应用程序之间的通信，常见的协议有 HTTP（超文本传输协议），用于网页欣赏，如我们在欣赏器中输入网址访问网页时，使用的就是 HTTP 协议；HTTPS（安全超文本传输协议），在 HTTP 基础上增长了加密和认证机制，提高了数据传输的安全性，像网上银行、电商平台等涉及敏感信息传输的应用通常使用 HTTPS 协议。​
        传输层：主要协议有 TCP（传输控制协议）和 UDP（用户数据报协议）。TCP 是一种面向毗连的、可靠的传输协议，它通过三次握手建立毗连，包管数据的有序传输和完整性，如文件传输、邮件发送等场景通常使用 TCP 协议；UDP 是一种无毗连的、不可靠的传输协议，但它传输速度快，适合对实时性要求高但对数据正确性要求相对较低的应用，如视频直播、在线游戏中的实时数据传输等。​
        网络层：负责处理网络地址和路由选择，主要协议是 IP 协议。IP 地址加端标语在这一层用于标识网络中的设备和应用程序，实现数据在不同网络之间的传输。网络层就像是网络中的 “交通规划师”，决定数据从源设备到目标设备的最佳传输路径。​
        数据链路层：主要协议是 ARP（地址解析协议），它通过 IP 地址查找对应的 MAC 地址。在实际网络通信中，数据链路层负责将网络层传来的数据封装成帧，并通过物理网络进行传输。网卡是数据链路层的重要设备，它负责实现盘算机与网络之间的物理毗连和数据传输。​
        物理层：负责处理物理信号的传输，如电信号、光信号等。它是网络通信的最底层，为数据链路层提供物理毗连，确保数据能够在物理介质上进行传输。比方，网线中的电信号传输、光纤中的光信号传输都属于物理层的范畴。​
        了解 C/S 与 B/S 架构的差异以及网络通信的基础知识，对于开发高效、安全的应用系统以及进行网络管理和维护都具有至关重要的意义。无论是选择符合的架构模式，还是优化网络通信性能，这些知识都是技术职员不可或缺的工具。        

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