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09.JAVAEE之网络初识
单机时代 =>局域网时代 =>广域网时代 =>移动互联网时代。
1.网络
单机时代 =>局域网时代 =>广域网时代 =>移动互联网时代
1.1 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。
把几个电脑通过路由器(4个lan,1个wan)连接起来。
1.2 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。
2.网络通信基础
网络互连的目的是进行网络通信,也即是网络数据传输,更具体一点,是网络主机中的不同进程间,基于网络传输数据。
那么,在组建的网络中,如何判断到底是从哪台主机,将数据传输到那台主机呢?这就需要使用IP地址来标识。
2.1 IP地址
描述了一个设备,在网络上的地址.
计算机中: 使用一个 32 位,4 字节数字, 表示地址
一般来说, 会把IP 地址给表示成 4 个 0-255 之间的十进制数字, 并且使用 3 个点进行分隔.点分十进制。
特殊IP
127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试,通常是127.0.0.1
本机环回主要用于本机到本机的网络通信(系统内部为了性能,不会走网络的方式传输),对于开发网络通信的程序(即网络编程)而言,常见的开发方式都是本机到本机的网络通信。
2.2 端口号
区分一个主机上不同的应用程序的,
端口号也是一个整数.(2 个字节(2个字节65535),相对比较小的数字)
不同的程序,就可以关联/绑定到不同的端口号
要求同一个主机上的应用程序,不能关联到同一个端口号
(一个端口号只能被一个程序绑定,但是一个程序可以绑定多个端口)
0 一般不使用
1-1023这个范围的端口号,系统留作特殊用途(知名端口号),咱们写的程序不应该占用
在实际的通信过程中,IP 和 端口 往往是"一对”。
2.3 认识协议
学习网络的时候,很多都在学习 协议(协议就是一种约定,约定了通信双方按照啥样的方式来传递数据~~)
网络上, 本质是通过 光/电 信号来传输数据(比如,低电平表示 1,高电平表示 0;高频光信号表示1,低频光信号表示 0)
2.3.1 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
一次通信过程中必不可少的信息~~
2.3.2 协议分层
平时写代码, 如果一个代码越写越多,越写越复杂,往往需要把代码,给拆分成多个部分
拆分之后,能够更好理解是基于 人脑 基本的认知规律.
网络通信的场景,可能会比较复杂,
有很多的问题需要通过协议来进行解决如果搞一个大的协议来解决所有问题,此时这个协议就会非常庞大. 非常复杂就不利于人们去学习和理解.
相比之下,也可以把大的协议,拆分成多个小的协议,让每个小的协议只专注于做一小块事情~~
使每个小的协议,都不会太复杂.(化繁为简)由于网络通信实在太复杂,拆分就拆出来太多的小的协议.这么多小的协议也就不好管理了.就需要对协议进行分层了(按照协议的定位/作用分类,并且约定了不同层次之间的"调用关系上层协议,调用下层协议""下层协议给上层协议提供支持"
好处:
1.协议分层之后,上层和下层 彼此之间就进行了封装,
使用上层协议,不必过多关注下层;
使用下层协议,也不必过多关注上层->降低使用者的成本
2.每一层协议都可以根据需要灵活替换
协议分层之后,好处多多.因此现在网络世界都是这种分层的结构
)
两种分层
- OSI 七层网络模型(仅仅是出现在教科书中。)
- TCP/IP 五层网络模型(是 OSI 七层模型的简化版本)
2.4 TCP/IP五层(或四层【说四层是不算物理层】)模型
1)物理层: 描述的是网络通信的硬件设备好比 基础设施.公路,铁路...
比如使用的网线,光纤都应该是啥规格~
2)数据链路层:两个相邻节点之间的数据传输情况
3)网络层: 进行路径规划
4)传输层: 关注起点和终点
5)应用程序:如何使用这个数据(程序员最需要关注的一点)
上述的这套规则,其实是针对"传统的”"经典的"交换机和路由器来描述的。
实际上,现在的路由器和交换机功能都越来越强大了.(甚至说一些高端的交换机,也有路由功能另一方面,路由器交换机可能还会支持一些更复杂的操作,甚至可能会工作在传输层或者应用层
3.封装和分用
描述了网络通信过程中,基本的数据传输流程
EG:
考虑 A 通过 QQ 把一个 hello 传递给 B1.应用层
就可以把应用层数据报,通过 操作系统的 api,把数据交给 传输层
2.传输层
就要对刚才的应用层数据,再进行打包,变成传输层的数据报~~
传输层数据报搞好了之后,这个数据又会进一步的交给网络层
3.网络层
网络层的数据打包好了之后,继续把数据交给"数据链路层"再来进一步打包
4.数据链路层
5.物理层
把上述数据,转换成 2 进制的 01序列.
通过光信号/电信号进行传输数据发送出去之后,就会经过一系列的交换机和路由器进行转发,A 和 B一般来说不是直接网线连接的,中间还要经过很多的交换机/路由器设备进行转发
当数据到达 B 这边之后,B 就要针对上述数据进行"分用"(针对上述数据报进行层层的解析)接收方
初心是为了传输 hello但是为了达成目的,就需要做很多额外的工作
从上层协议到下层协议,层层给数据报添加报头这个过程称为"封装"
数据报在网络中间还会经历一定的转发过程.
如果经过路由器: 就会封装分用到网络层
路由器解析到网络层, 拿到 IP 地址,决定进一步如何传输.下一步传输的时候,又会重新经过网络层,数据链路层和物理层的封装
如果经过交换机: 就会封装分用到数据链路层
理解网络原理就是为了进行网络编程。
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