概述
计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
网络编程
网络编程就是用来实现网络互连的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。
网络编程最主要的工作就是在发送端把信息通过规定好的协议进行组装包,在接收端按照规定好的协议把包进行解析,从而提取出对应的信息,达到通信的目的。中间最主要的就是数据包的组装,数据包的过滤,数据包的捕获,数据包的分析,数据处理等。
网络模型
计算机网络中各个部件之间以何种规则进行通信,就是网络模型研究的问题。网络模型一般是指OSI七层参考模型和TCP/IP四层参考模型。
网络模型7层概述:
- 物理层:主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输)。这一层的数据叫做比特。
- 数据链路层:主要将从物理层接收的数据进行MAC地址 (网卡的地址)的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机,数据通过交换机来传输。
- 网络层:主要将从下层接收到的数据进行IP地址 (例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器,常把这一层的数据叫做数据包。
- 传输层:定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的)。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输,到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
- 会话层:通过传输层建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求(设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名)。
- 表示层:主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等(也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西(如图片、声音等)。
- 应用层:主要是一些终端的应用,比如说FTP(各种文件下载),WEB(IE浏览),QQ之类的(可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西.就是终端应用)。
注:端口属于传输层;IP地址属于网络层;MAC地址属于数据链路层。
形象解释数据包装传输:
网络编程三要素
IP地址
网络中设备的标识。所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,比特换算成字节,就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”,这么长的地址,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号 “.” 分开不同的字节。于是,上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多。
Java提供了类InetAddress,方便我们对IP地址的获取和操作。
public class InetAddres sextends Object implements Serializable
常用方法:
- static InetAddress getByName(String host): 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
- String getHostName(): 获取此 IP 地址的主机名。
- String getHostAddress(): 返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。
端口号
用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识。
传输协议
常见协议:TCP,UDP。
- UDP
- 不需要建立连接;是不可靠协议;
- 速度快;
- 将数据源和目的封装成数据包中,每个数据报的大小在限制在64k;
- 聊天留言,在线视频,视频会议,发短信等。
- TCP:
- 建立连接;是可靠协议;
- 通过三次握手完成连接,效率会稍低;
- 形成传输数据的通道,在连接中进行大数据量传输;
- 下载,QQ聊天等。
Socket套接字
计算机网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合后才能构成唯一能识别的标识符套接字。 Socket原理机制:
- 通信的两端都有Socket。
- 网络通信其实就是Socket间的通信。
- 数据在两个Socket间通过IO传输。
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