Java 網絡編程（一） 網絡基礎知識

網絡基礎知識

　　網絡編程的目的：直接或間接地通過網絡協議與其他計算機進行通訊。

　　網絡編程中有兩個主要的問題：

　　1.如何準確地定位網絡上一臺或多臺主機。

　　2.找到主機後如何可靠高效地進行數據傳輸。

　　目前較為流行的網絡編程模型是客戶端/服務器（C/S）結構。

　　即通信雙方一方作為服務器等待客戶提出請求並予以相應。客戶則在需要服務時向服務器提出申請。

　　服務器始終運行，監聽網絡端口，一旦有客戶請求，就會啟動一個服務線程來響應該客戶，同時自己繼續監聽服務窗口，使後來的客戶也能及時得到服務。

IP地址

　　IP網絡中每臺主機都必須有一個唯一的IP地址，IP地址是一個邏輯地址。

　　英特網上的IP地址具有全球唯一性。

　　32位，四個字節，常用點分十進制的格式表示。

　　例如：192.168.0.200

協議

　　為進行網絡中的數據交換（通信）而建立的規則、標準或約定。（=語義+語法+規則）。

　　不同層具有各自不同的協議。

ISO/OSI七層參考模型

　　網絡體系結構解決異質性問題采用的是分層的方法——把復雜的網絡互聯問題劃分為若幹個較小的、單一的問題，在不同層上予以解決。

　　OSI(Open System Interconnection)參考模型將網絡的不同功能劃分為7層：

　　應用層：處理網絡應用

　　表示層：數據表示

　　會話層：主機間通信

　　傳輸層：端到端的連接

　　網絡層：尋址和最短路徑

　　數據鏈路層：介質訪問（接入）

　　物理層：二進制傳輸

　　通信實體的對等層之間不允許直接通信，各層之間是嚴格的單向依賴，上層（Service user）使用下層提供的服務，下層（Service provider）向上層提供服務。

　　對等層通信的實質：對等層實體之間虛擬通信，下層向上層提供服務，實際通信在最底層完成。

OSI各層所使用的協議：

　　應用層：Telnet、FTP、HTTP、DNS、SMTP、POP3

　　傳輸層：TCP、UDP

　　TCP：面向連接的可靠的傳輸協議。

　　UDP：是無連接的，不可靠的傳輸協議。

　　網絡層：IP、ICMP、IGMP

端口

　　在互聯網上傳輸的數據都包含有用來識別目的地的IP地址和端口號。

　　IP地址用來標識網絡上的計算機，而端口號用來指明該計算機上的應用程序。

　　端口是一種抽象的軟件結構（包括一些數據結構和I/O緩沖區）。

　　應用程序通過系統調用與某端口建立連接（binding）後，傳輸層傳給該端口的數據都被相應的進程所接收，相應進程發給傳輸層的數據都通過該端口輸出。

　　端口用一個整數型標識符來表示，即端口號。

　　端口號跟協議相關，TCP/IP傳輸層的兩個協議TCP和UDP是完全獨立的兩個軟件模塊，因此各自的端口號也相互獨立，端口通常稱為協議端口（protocol port），簡稱端口。

　　端口使用一個16位的數字來表示，它的範圍是0~65535，1024以下的端口號保留給預定義的服務。例如，http使用80端口。

數據封裝

　　一臺計算機要發送數據到另一臺計算機，數據首先必須打包，打包的過程稱為封裝。

　　封裝就是在數據前面加上特定的協議頭部。

　　OSI參考模型中，對等層協議之間的交換的信息單元稱為協議數據單元（PDU, Protocol Data Unit）。

　　OSI參考模型中的每一層都要依靠下一層提供的服務。

　　為了提供服務，下層把上層的PDU作為本層的數據封裝，然後加入本層的頭部（和尾部）。頭部中含有完成數據傳輸所需的控制信息。

　　這樣，數據自上而下遞交的過程實際上就是不斷封裝的過程。到達目的地後自下而上遞交的過程就是不斷拆封的過程。由此可知，在物理線路上傳輸的數據，其外面實際上被包封了多層“信封”。

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Java網絡基礎