网络初始&网络编程

前言：

这里面的网络初始，都是先简单的介绍一下，为了方便理解后面的网络编程，其中里面介绍了重要的TCP和UDP都是简单了解下概念，后面会详细讲TCP和UDP的八股文。

计算机网络的定义

随着时代的发展,计算机越来越需要彼此沟通、共享软件和数据,即在多个计算机上共同工作
企业有网络相互连接, 即由计算机组成的通信网络.

计算机网络是计算机技术和通信技术发展的产物。

网络互连是连接多个计算机实现数据共享。

最内在的功能是共享资源数据, 是最内在的功能.

网络通信: 数据共享是网络数据传输的本质,即通过网络传输计算机之间的数据。

根据网络互连的大小,它可以分为本地网络和宽带网络(还有城市范围的网络,这比前两个网络略少)。

域网和宽带

局域网，Local Area Network，简称LAN ，一般覆盖范围在10km之内之内的计算机网络。个人，家庭，公司，校园…

广域网，Wide Area Network ，简称WAN，一般覆盖范围在100km之内之内的计算机网络。城与城之间，国家，全球…

通过路由器,多个本地网络被连接形成一个宽带网络,物理上形成一个广泛的网络范围。
本地网络属于其子网络。

lan口方向的是局域网，wan口是连接广域网的，wan是ip唯一的地址。ip地址分类，怎么划分，点击这个 Ip地址 & 子网掩码 链接查看详细解说。

三、协议

协议是建立一个网络的核心的概念;协议是一个过程网络通信的必要环节。

协议只是一套标准或协议,双方必须共同遵守。

网络上的传输本质就是传输一些电信号或者光信号，我们传输的数据是以二进制形式传输出去的，就可以使用高电平/低电平/高频率/低频率…来分别代表0/1,但是 还要明确约定组合起来0 1是啥意思。

就好像考试的时候，如果两个人位置挨的近，私下就可以商量协议是脚跺一下表示选A，两下就是B，一次类推，这样双方指定了这份规则，到时候，传过来的信号，另一方就能明白是什么意思。

上面所说的约定就是协议了，传输的双方约定好数据传输的格式，发送方按照格式构造数据，接收方按照格式来解析数据。我们协议是进行有效通信的必要条件。

3.1、协议的分层

计算机网络的结构是指计算机网络的层级协议模型,它最终体现在网络上传输的数据包格式中。

分层，就是把一个太复杂的大问题分解为相对简单的N个小问题看，依次解决每个小问题，合起来就形成了大问题的解，这种方法也可叫理解为“分而治之”，

再说一遍,再修一下,你是不是想重新安排尼,忘记复习呢?

在协议中,一个协议被分成多个协议,允许多个协议根据功能和位置相互合作,将协议分开,并作为协议层效应。

• 协议分层两大好处

1.上层协议不需要注意下层协议的细节;

例如,在电话上讲话的人不需要知道电话机的工作原理才能进行电话。

2. 任何 协议 层 可以 灵活 地 更换 ;

语言方面,我打电话给另一个人,而且能使用英语;

在设备方面,我与别人打电话,可以使用座位或手机;

简言之,底层向上层提供服务,而上层的功能也取决于底层。

4.通用协议模型☆

4.1、OSI/RM

OSI/RM,(Open System Interconnection/Reference Model) 开放系统互连/参考模型

这是一个由国际标准化组织(OSI)提出的参考模型,但没有在互联网上实现。

• OSI分为七层协议模型:

OSI 这个东西本身就很抽象，我用一个现实生活中寄快递的栗子，帮助大家的理解。

4.2、TCP/IP ☆

互联网实际上使用了工业标准。

它分为四级协议模型和五级协议模型

TCP/IP的底层,网络接口层,没有实际内容,但它支持OSI/RM中的物理层和数据链层的所有协议。

该五级协议采用分级方法,结合OSI/RM和TCP/IP的优点。

由于网络接口层与OSI/RM的第一个两层相符,它也包含IEE802.3; IEE802.6; IEE802.8; IEE802.11的标准。

在软件行业,我们更关心网络层之上的内容,而物理层是纯硬件,而硬件不是程序员改变管理的范围。

网络层：点对点，负责任何节点之间的数据传输,注意哪些类型的线实际上正在通过传输过程。(注意过程)例如IP协议中,通过IP地址识别一个主机,通过路由表,将两个主机之间的数据传输线规划(路由)。路由器在网络层中工作。

传输层:端到端,只关注结果(TCP/UDP)。

应用程序层: 应用程序完成的逻辑, 数据接收后应做什么.

五、封装和分用

分离 协定 涉及 两 个 重要 过程 :封装和分用

这封信封在协议的每个层上密封,当转移到协议的下层时,头将相应的协议格式添加到层中,在数据链层中增加头尾,以太网的第一部分将数据传输到邻近设备(邻近的食品站),Ethernet的尾巴是与目的地(某人邻居的蔬菜站)相邻的设备。

不同的协议层为包有不同的名称。

1、传输层：数据段

2、网络层：数据报

3、链路层：帧

物理层:位

因此,次层包装的过程被理解为包装快车,分开快车是拆卸快车。

加密不仅供发送者和接收者使用,也可以用中间设备(路由器/交换器)加密和共享数据。

通常情况下，交换机，你只需要将它分配到数据链层。向交换者发送数据,处理交换机的物理层,交给数据链路层，数据链层在这里分析数据并重新包装(修改内部的MAC地址,它还决定将下一个数据发送到邻近设备。

通常的情况下，路由器，它只是包装和使用它到网络层。向路由器发送数据,处理路由器的物理层,交给数据链路层，数据链路层再处理，交给网络层，网络层将基于目标地址,规划下一条交通路线,规划完成后,数据链层和物理层重新分配给密封。（在实际情况中，路由器/交换机，可以分析到传输层,甚至到应用层)

通过这些协议,可以实现网络间的通信。 当然,通信也包括IP地址,Mac地址。

六、网络通信

上面已经讨论过许多协议,这些协议旨在使我们能够在网络上共享资源和数据,并提高计算机系统的可靠性和可用性。

网络互连的目的是实现网络通信,即基于网络数据传输的网络数据传输,具体地说,在网络主机中的不同进程之间。

那么,如何决定由哪个主机发送数据到正在形成的网络中的那个主机?这需要使用IP地址来识别。

ip地址描述网络上的主机;

Port描述了主机上的一个程序。（跟URL里面的Port是一样的）

ip地址有详细解说，可以跳转 Ip地址 & 子网掩码 里面看。

七、网络编程

​ 网络编程，指网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（或称为网络数据传输）。

只是要以不同的方式满足这个过程,即使同一个主机只是一个不同的进程,基于网络传输数据,也属于网络编程。但只有当你开发或在主机上练习完成网络编程时才会如此。我们的主要目的是在网络上提供不同的主机,基于网络传输数据源.

• 程序A:编写以获取网络资源
• 程序B:编程提供网络资源

在这里获取和交付也符合两个概念,即客户服务端和服务器。

• 客户:获得服务的单方面过程
• 服务器:提供服务的单边过程,可以提供外部服务。

索克索克

​ Socket是属于网络编程套接字里面的范畴，是操作系统提供给应用程序的一组 的 API(ApplicationProgrammingInterface), 通过调用这些API就可以实现把数据交给传输层，传输层取得数据程序员主要涉及应用层,这些API在应用程序层内使用。

像Tomcat一样,Tomcat是一个在服务器上部署的应用程序,只要用户通过其计算机的浏览器访问Tomcat,它就向外界提供服务。

​ Tomcat的这个过程，通过“网络” ，浏览器 和 Tomcat的底层就使用的了 Socket 编程，而我们就把操作系统里面提供的这些支持网络编程的 API 称为Socket API。

插座基本上是应用程序层和传输层之间的接口.

传输层中有许多网络协议,这里涉及的两个最重要的协议是TCP,UDP ，因此,有两个主要类型的 Socket API。在介绍上述协议模型时,只要给TCP和UDP一个简单的解释,这里我们观察了TCP和UDP之间的具体对比:

TCP：

• 有连接
• 可靠传输
• 面向字节流
• 全双工

UDP：

• 无连接
• 不可靠传输
• 面向数据报
• 全双工

7.2.UDP数据消息包的编程

UDP 面向数据报

DatagramSocket APIDatagramSocket是一个UDP接口,用于发送和接收UDP数据消息。

数据gramSocket的构建方法:

方法签名	方法说明
DatagramSocket()	创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机任意一个随机端口 （一般用于客户端）
DatagramSocket(int port)	创建一个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本机指定的端口（一般用 于服务端）

数据gramSocket方法:

方法签名	方法说明
void receive(DatagramPacket p)	接口从那里接收数据消息(如果数据消息不被接收,该方法将阻止等待)
void send(DatagramPacket p)	从这个插座发送数据包(不停止等待,直接发送)
void close()	关闭此数据报套接字

DatagramSocket 这个类描述了Socket对象,类比FIle对象，本质上是一个文件，它类似于“网络卡”装置的抽象。想要操作网卡，首先创建插座对象,通过 Socket对象的操作,你可以响应网络卡,这个插座在这里可以被看作“网络卡远程控制器”。

DatagramPacket APIDatagramPacket是一个由UDP Socket发送和接收的数据消息

数据gramPacket建模方法:

方法签名	方法说明
DatagramPacket(byte[] buf, int length)	构造一个DatagramPacket以用来接收数据报，接收的数据保存在 字节数组（第一个参数buf）中，接收指定长度（第二个参数 length）
DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, SocketAddress address)	构造一个DatagramPacket以用来发送数据报，发送的数据为字节 数组（第一个参数buf）中，从0到指定长度（第二个参数 length）。address指定目的主机的IP和端口号

DatagramPacket 方法：

方法签名	方法说明
InetAddress getAddress()	从接收数据消息中获取接收主机的IP地址;或从发送数据消息中获取接收主机的IP地址
int getPort()	从接收数据消息中获取发送主机的端口号;或从发送数据消息中获取接收主机的端口号
byte[] getData()	获取数据报中的数据

DatagramPacket对象描述了UDP数据报告,它是UDP数据传输的基本单元。

• 基于UDP的服务终止:

• 基于UDP客服端

UDP提供的插座API分为两个主要类别:

1、DatagramSocket：表示一个Socket对像 => 对应着操作系统socket 文件=> 对于网卡的封装

2,数据gramPacket:显示传输的UDP数据消息

7.3TCP流字符串编程

这个就是面向字节流，读写 Socket 的时候，不需要xxxPacket 这样的类，直接以字节为单位进行读写。

ServerSocket API

1,ServerSocket是创建TUP服务器端的Socket API。

• 构造方法：

方法签名	方法说明
ServerSocket(int port)	创建服务端口插座插座并将其绑定到指定的端口

• 方法：

方法签 名	方法说明
Socket accept()	开始监听指定端口（创建时绑定的端口），有客户端连接后，返回一个服务端Socket 对象，并基于该Socket建立与客户端的连接，否则阻塞等待
void close()	关闭此套接字

以下是值得注意的事项:

当A和B建立TCP连接时,一个将叫索克 api,让A的核和B的核建立连接,这里进行建立连接的过程就是三次握手；accept（）的作用就是，B上的应用程序需要从B内核获取这个连接到用户程序,以便能够使用TCP连接通信,而接受()不知道对方什么时候会建立连接并阻止等待。

Socket API

2、Socket 是既给服务器使用也给客户端使用

• 构造方法

方法签名	方法说明
Socket(String host, int port)	创建一个客户端流套接字Socket，并与对应IP的主机上，对应端口的 进程建立连接

• 方法

方法签名	方法说明
InetAddress getInetAddress()	返回与插座连接的地址
InputStream getInputStream()	返回此插座的输入流
OutputStream getOutputStream()	返回该插座的输出流

在TCP服务器上需要两个类型的插座:

1、ServerSocket

2、Socket（clientSocket）

这两个角色完全不同。

serverSocket，就是负责建立连接的；Socket负责和客服端进行通信的

• TCP 的服务端

• TCP 的客服端

针对面对上诉问题，当我们处理客户服务时,所有这些都影响到第二个调用,然后我们可以使用多个线程。线程处理 accept(),另一个线程在客户服务端处理多个请求,这需要向每个有良好连接的客户服务点发送一个线程

• 正确代码 加多线程

铁汁们，觉得笔者写的不错的可以点个赞哟❤

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