JavaEE初阶--网络基本概念

目录

一、引言

二、网络基本概念

2.1 局域网LAN

2.2 广域网WAN

三、网络通信的基础

3.1 IP地址  

3.2 端口号

3.3 协议

3.4 五元组

3.5 协议分层

3.6 OSI七层模型

3.7 TCP/IP五层模型

四、总结

---

一、引言

  本篇博客将进入网络编程以及网络原理的学习，但网络编程以及网络原理都是十分难的知识，为了更好地学习，本篇博客将会整理总结网络总的一些基本概念。

二、网络基本概念

2.1 局域网LAN

  局域网，即Local Area Network，简称LAN。局域网内的主机之间能够方便的进行网络通信，又称为内网。局域网与局域网之间在没有连接的情况下，是无法进行通信的。

局域网组建网络的方式：

（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

2.2 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。

三、网络通信的基础

3.1 IP地址  

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。IP地址用于定位主机的网络地址。

  IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如00001111.11010001.00000010.00001110。

  通常使用“点分十进制”的方式来表示，即a.b.c.d的形式（a.b.c.d都是0~255的十进制整数）如：111.222.1.5。

3.2 端口号

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

  端口号都是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。

3.3 协议

  网络协议是通过网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵守的一组约定，规则。只有遵守这个规则，计算机之间才能相互通信交流。

  协议最终体现为在网络上传输的数据包格式。

  协议的作用：

  计算机之间传输的媒介是光信号以及电信号，通过“频率”和“强弱”来表示0和1这样的信息。要想传递各种不同的信息，就需要协议来进行规定。

3.4 五元组

  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。

3.5 协议分层

  协议分层就是指将不同层次的协议分开进行。

那为什么要进行分层呢？

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

  对于发送方来说，利用封装的特性（封装的意思就是对某个内容写好了，装订起来，直接拿来使用即可），隐藏了实现的细节，只需要开放接口即可。

  对于接收方来说，不关心发送方是如何实现的，只需要使用接口即可。

3.6 OSI七层模型

OSI：Open System Interconnection，开放系统互连。

	分层名称	功能
7	应用层	针对特定应用的协议
6	表示层	设备固有数据格式和网络标准格式的转换
5	会话层	通信管理。负责建立和断开通信连接。管理传输层以下的分层。
4	传输层	管理两个节点之间的数据传输。负责可靠传输（确保数据被可靠地传送到目标地址）
3	网络层	地址管理和路由选择
2	数据链路层	互连设备之间传送和识别数据帧
1	物理层	以“0”“1”代表电压的高低，灯光的闪灭。界定连接器和网线的规格。

由于OSI模型十分复杂，所以如今使用的不是很多。

3.7 TCP/IP五层模型

TCP/IP是一组协议的代名词，其还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。

TCP/IP通讯协议采用了5层的结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成主机的需求。

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。

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）。路由器工作在网络层。

数据链路层：负责设别之间的数据帧的传送和识别。有以太网、令牌环网、无线LAN等标准。交换机工作在数据链路层。

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。集线器工作在物理层。

网络设备的分层

  对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也即是TCP/IP五层模型中的下四层。

  对于一台路由器，它实现了网络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层。

  对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层。

  对于一台集线器，其只实现了物理层。

当然随着时代的进步，已经出现了3层或者4层交换机，路由器，以上讨论的是传统设备。

四、总结

  本篇博客介绍了一些网络概念，为之后学习网络编程以及网络原理的知识做铺垫。欢迎大家在评论区讨论，感谢大家观看！