笔记一、网络编程入门

喜夏-厌秋 提交于 2019-12-10 03:22:06

一、网络编程入门

1.1 软件结构

C/S和B/S架构各有优势,但都离不开网络的支持。网络编程就是在一定的协议下,实现两台计算机的通信的程序。

1.2 网络通信协议

  • 网络通信协议:通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则。在计算机网络中,这些连接和通信的规则被称为网络通信协议,它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤做了统一规定。通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。

  • TCP/IP协议:传输控制协议/因特网互联协议,它定义了计算机如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。它的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议。并采用了4层的分层模型。每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。

    应用层:HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS
    传输层:TCP UDP
    网络层:ICMP IGMP
    				IP
    					ARP RARP
    数据链路层和物理层:由底层网络定义的协议
    
  • 链路层:用于定义物理传输通道,通常是对某些网络连接设备的驱动协议,例如针对光纤、网线提供的驱动。

  • 网络层:核心,用于将传输的数据进行分组,将分组数据发送到目标计算机或网络。

  • 传输层:使网络程序进行通信,在进行网络通信时,可以采用TCP或UDP协议。

  • 应用层:负责应用程序的协议,例如HTTP协议、FTP协议。

1.3 协议分类

通信的协议比较复杂,java.net包中包含类和接口,它们提供低层次的通信细节。我们可以直接使用这些类和接口,来专注于网络程序的开发。

java.net包中提供了两种常见的网络协议的支持:

  • UDP:用户数据报协议是无连接通信协议,在数据传输时,数据的发送端和接受端不建立逻辑连接。简单来说,当一台计算机向另外一台计算机发送数据时,发送端不会确认接受端是否存在,就会发出数据,同样接受端在收到数据时,也不会向发送端反馈是否收到数据。

    由于使用UDP协议消耗资源小,通信效率高,所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输,即使丢失一两个数据包,也没有太大影响。

    特点:数据被限制在64kb以内

    数据报:网络传输的基本单位

  • TCP:传输控制协议(Transmission Control Protocol)是面向连接的通信协议。即传输数据之前,在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。

    三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠性。

    第一次握手,客户端向服务器发出连接请求,等待服务器确认。

    第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求。

    第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认消息,确认连接。

    完成三次握手,连接建立后,客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。

1.4 网络编程三要素

协议

  • 计算机网络通信必须遵守的规则。

IP地址

  • IP地址:指互联网协议地址,给一个网络中的计算机设备唯一的编号。

IP地址分类

  • IPv4:是一个32位的二进制数,通常被分为4个字节,表示成a.b.c.d的形式,例如192.168.1.1。其中,a、b、c、d都是0-255之间的十进制数,最多可以表示42亿个。

  • IPv6: 网络地址资源有限,扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,表示成ABCD:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx:xxxx。

端口号

  • 用两个字节表示的整数,它的取值范围是0-65535.其中,0-1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。
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