前言

小亭子正在努力的学习编程，接下来将开启javaEE的学习~~

分享的文章都是学习的笔记和感悟，如有不妥之处希望大佬们批评指正~~

同时如果本文对你有帮助的话，烦请点赞关注支持一波, 感激不尽~~

网络编程

什么是网络编程？

网络通信基本模式

网络互连

局域网LAN

广域网WAN

实现网络编程关键的三要素

IP地址Client

IP地址构成：

ip地址的分类

InetAddress 类

端口号

端口类型

通信协议

协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式

两套参考模型

在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信

协议分层

什么是协议分层

OSI 七层模型划分为以下七层：

TCP/IP五层（或四层）模型

网络连接设备编辑

编辑传输层的2个常见协议

TCP协议特点

封装和分用

网络编程

什么是网络编程？

网络编程可以让程序与网络上的其他设备中的程序进行数据交互。

网络通信基本模式

常见的通信模式有如下2种形式：Client-Server(CS) 、 Browser/Server(BS)

Client

网络互连

随着时代的发展，越来越需要计算机之间互相通信，共享软件和数据，即以多个计算机协同工作来完成业务，就有了网络互连。

网络互连：将多台计算机连接在一起，完成数据共享。

数据共享本质是网络数据传输，即计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信。

根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网和广域网。

局域网LAN

局域网，即 Local Area Network，简称LAN。

Local 即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网络。

局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；

局域网和局域网之间在没有连接的情况下，是无法通信的。

局域网组建网络的方式有很多种：

（1）基于网线直连
（2）基于集线器组建
（3）基于交换机组建
（4）基于交换机和路由器组建

广域网WAN

广域网，即 Wide Area Network，简称WAN。

通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。广域网内部的局域网都属于其子网。

实现网络编程关键的三要素

IP地址：设备在网络中的地址，是唯一的标识。

端口：应用程序在设备中唯一的标识。

协议: 数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP协议和TCP协议。

举个栗子：

网友小明和小兰在网上聊的挺好，但是没见过，有一天约定周天去电竞酒店打游戏，约定了穿着红色卫衣去，XX电竞酒店308房间。

这个栗子中：IP地址是XX酒店的地址，308是端口号，穿红色卫衣是协议。

1、IP地址Client

IP （ Internet Protocol ）：全称 ” 互联网协议地址 ” ，是分配给上网设备的唯一标志。

IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，IP地址用于定位主机的网络地址。

常见的 IP 分类为： IPv4 和 IPv6

IP地址构成：

网络位+主机位（网络位相同的IP地址，为同一网段）

客户端

ip地址的分类

国际标准组织ISO定义地址分类：五大类（是以IP地址的第一位进行区分的）

A类地址：前8位是网络位，后24位是主机位，网络号范围是1~126，能容纳（2^24）-2台主机。

B类地址：前16位是网络位，后16位是主机位，网络号范围是128~191，能容纳 65534 台主机。

C类地址：前24位是网络位，后8位是主机位，网络号范围是192~223，能容纳 254 台主机。

D类地址：网络号范围224~239，专门用于组播。

E类地址：网络号范围240~254，保留不用。

我们一般人常用的就是C类地址。

IP常用命令：

ipconfig：查看本机IP地址

ping IP地址：检查网络是否连通

特殊IP地址：

本机IP: 127.0.0.1或者localhost：称为回送地址也可称本地回环地址，只会寻找当前所在本机。

InetAddress 类

此类表示Internet协议（IP）地址。

InetAddress API

名称	说明
public static InetAddress getLocalHost()	返回本主机的地址对象
public static InetAddress getByName(String host)	得到指定主机的IP地址对象，参数是域名或者IP地址
public String getHostName()	获取此IP地址的主机名
public String getHostAddress()	返回IP地址字符串
public boolean isReachable(int timeout)	在指定毫秒内连通该IP地址对应的主机，连通返回true

端口号

标识正在计算机设备上运行的进程（程序），被规定为一个 16 位的二进制，范围是 0~65535。

在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简单说：端口号用于定位主机中的进程

端口类型

周知端口：0~1023，被预先定义的知名应用占用（如：HTTP占用 80，FTP占用21）

注册端口：1024~49151，分配给用户进程或某些应用程序。（如：Tomcat占用8080，MySQL占用3306）

动态端口：49152到65535，之所以称为动态端口，是因为它一般不固定分配某种进程，而是动态分配。

注意：我们自己开发的程序选择注册端口，且一个设备中不能出现两个程序的端口号一样，否则出错。

补充：

知名协议的默认端口
统端口号范围为 0 ~ 65535，其中：0 ~ 1023 为知名端口号，这些端口预留给服务端程序绑定广泛使用的应用层协议，如：
22端口：预留给SSH服务器绑定SSH协议
21端口：预留给FTP服务器绑定FTP协议
23端口：预留给Telnet服务器绑定Telnet协议
80端口：预留给HTTP服务器绑定HTTP协议
443端口：预留给HTTPS服务器绑定HTTPS协议

以上只是说明 0 ~ 1023 范围的知名端口号用于绑定知名协议，但某个服务器也可以使用其他 1024 ~65535 范围内的端口来绑定知名协议。

举个栗子：餐厅的VIP包房是给会员使用，但会员也可以不坐包房，坐其他普通座位

通信协议

连接和通信数据的规则被称为网络通信协议

协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。

通常由三要素组成：
1. 语法：即数据与控制信息的结构或格式；

类似打电话时，双方要使用同样的语言：普通话

2. 语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应；

语义主要用来说明通信双方应当怎么做。用于协调与差错处理的控制信息。

类似打电话时，说话的内容。一方道：你瞅啥？另一方就得有对应的响应：瞅你咋的！

3. 时序，即事件实现顺序的详细说明。
时序定义了何时进行通信，先讲什么，后讲什么，讲话的速度等。比如是采用同步传输还是
异步传输。

类似女生和男生的通话，总是由男生主动发起通话，而总是在男生恋恋不舍的时候，由女生要求
结束通话。

协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式

两套参考模型

OSI参考模型：世界互联协议标准，全球通信规范，由于此模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广。
TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。

在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信：

1. 源IP：标识源主机
2. 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程
3. 目的IP：标识目的主机
4. 目的端口号：标识目的主机中该次通信接收数据的进程
5. 协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

协议分层

什么是协议分层

协议分层类似于一个公司的组织架构，不同的层级有不同的责任和权力，通知的下发从上层领导到中层领导到底层员工，员工汇报工作也是从底层员工汇报给中层领导，再汇报个上层领导。每一层定义不同的层次的工作准则和要求。

分层最大的好处，类似于面向接口编程：定义好两层间的接口规范，让双方遵循这个规范来对接

在代码中，类似于定义好一个接口，一方为接口的实现类（提供方，提供服务），一方为接口的使

用类（使用方，使用服务）：
对于使用方来说，并不关心提供方是如何实现的，只需要使用接口即可
对于提供方来说，利用封装的特性，隐藏了实现的细节，只需要开放接口即可。

OSI 七层模型划分为以下七层：

TCP/IP五层（或四层）模型

TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。
TCP/IP通讯协议采用了5层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。
应用层：

负责应用程序间沟通，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。我们的网络编程主要就是针对应用层。
传输层：

负责两台主机之间的数据传输。如传输控制协议 (TCP)，能够确保数据可靠的从源主机发
送到目标主机。
网络层：

负责地址管理和路由选择。例如在IP协议中，通过IP地址来标识一台主机，并通过路由表
的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路（路由）。路由器（Router）工作在网路层。
数据链路层：

负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作。有以太网、令牌环网，无线LAN等标准。交换机（Switch）工作在数据链路层。
物理层：

负责光/电信号的传递方式。比如现在以太网通用的网线(双绞线)、早期以太网采用的的同
轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤，现在的wifi无线网使用电磁波等都属于物理层的概念。物理
层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等。集线器（Hub）工作在物理层。

网络连接设备

举个栗子：

在淘宝买衣服，用户下单，卖家发货，快递运输

传输层的2个常见协议

TCP(Transmission Control Protocol) ：传输控制协议

UDP(User Datagram Protocol)：用户数据报协议

TCP协议特点

使用TCP协议，必须双方先建立连接，它是一种面向连接的可靠通信协议。

传输前，采用“三次握手”方式建立连接，所以是可靠的。

在连接中可进行大数据量的传输。

连接、发送数据都需要确认，且传输完毕后，还需释放已建立的连接，通信效率较低。

TCP协议通信场景

对信息安全要求较高的场景，例如：文件下载、金融等数据通信。

TCP三次握手确立连接

举个栗子：

TCP四次挥手断开连接

举个栗子：

UDP协议：

UDP 是一种无连接、不可靠传输的协议。

将数据源 IP 、目的地 IP 和端口封装成数据包，不需要建立连接

每个数据包的大小限制在 64KB 内

发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的

可以广播发送，发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快。

UDP协议通信场景

语音通话，视频会话等。

举个栗子：

街边的烧烤店，厨房和前厅，厨房做好了韭菜，把他装进盘子里，直接把盘子里的韭菜抛到客户的盘子里，只管抛，不管客户接没接到。

封装和分用

不同的协议层对数据包有不同的称谓，在传输层叫做段(segment)，在网络层叫做数据报
(datagram)，在链路层叫做帧(frame)。
应用层数据通过协议栈发到网络上时，每层协议都要加上一个数据首部(header)，称为封装
(Encapsulation)。
首部信息中包含了一些类似于首部有多长，载荷(payload)有多长，上层协议是什么等信息。
数据封装成帧后发到传输介质上，到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部，根据首部中
的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理

下图为数据封装的过程

举个栗子：我用qq给你发个消息

分用的过程和封装的过程相反，可以理解为U型

下图为数据分用的过程

举个栗子：你接收上面发的消息

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