【JavaEE】初识⽹络原理

目录

一、计算机相互连接的方式

        1.1 局域网LAN

        1.2 广域网WAN

二、网络通信的基础

        1.1 IP地址

        1.2 格式

        1.3 端口号

三、认识协议

        1.1 概念

        1.2 五元组：

        1.3 协议分层        

        1.4 OSI七层模型

        1.5 TCP/IP五层（或四层）协议

一、计算机相互连接的方式

        1.1 局域网LAN

        局域网（Local Area Network）简称LAN，局域网是本地局部组件的一种私有网络，局域网内的主机之间能相互通信，又称为内网；局域网和局域网之间在没有连接情况下是不能互相通信的。

⽹络互连：将多台计算机连接在⼀起，完成数据共享。 数据共享本质是⽹络数据传输，即计算机之间通过⽹络来传输数据，也称为⽹络通信。

        局域网有多种组建网络的方式，其中包括基于网线直连、基于集线器组建、基于交换机直组建、基于交换机和路由器组建。

        1.2 广域网WAN

        广域网（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。

二、网络通信的基础

        网络互连的目的是为了进行网络通信，也就是为了传输数据，更具体一点，是在网络主机中的不同进程之间，基于网络传输数据。

        1.1 IP地址

  IP地址主要用于标识网络主机和其他网络设备的网络地址。

        1.2 格式

  IP地址是一个 32 位的二进制数字，通常被分割为4个"8位二进制数"

        1.3 端口号

        在网络通信中，IP地址用于标识主机网络地址，而端口号用于定位主机上运行的进程，格式是0~65535范围中的数字，在网络通信中，一个端口号只可以绑定一个进程，但是一个进程可以绑定多个端口号。

三、认识协议

        1.1 概念

        网络协议简称协议，网络协议是网络通信中所有网络设备都需要遵守的一组规则，比如如何建立连接，如何相互识别，传递数据的格式等。协议（protocol）最终体现为在网络上传输数据报的格式

        1.2 五元组：

                在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信：

                1.2.1 源IP：标识源主机

                1.2.2 源端口号：标识源主机发送数据的进程

                1.2.3 目的IP：目标主机的IP

                1.2.4 目的端口号：目标主机接受数据的进程

                1.2.5 协议号：标识发送进程 和 接受进程双方约定的数据格式

        1.3 协议分层        

分层是为了面向接口变成，定义好使用的规范，使用方不必在意接口的实现逻辑，对于提供方，利用封装的特性，隐藏了实现的细节。

        1.4 OSI七层模型

OSI（Open System Interconnection）七层网络模型是一个逻辑上的定义和规范，把网络从下到上分为了七层。

实际组建⽹络时，只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层，也即是以下 TCP/IP 五层（或四层）模型来 实现。

        1.5 TCP/IP五层（或四层）协议

        TCP/IP通讯采用了五层的层级结构，每一层都呼叫自己的下一层所提供的网络资源来完成自己的需求。

                1.5.1 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。我们的⽹络编程主要就是针对应⽤层。

                1.5.2 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。

                1.5.3 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（Router）⼯作在⽹路层。

                1.5.4 数据结构层：负责设备之间的数据帧的传送和识别。例如⽹卡设备的驱动、帧同步(就是说从⽹线上 检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就⾃动重发)、数据差错校验等⼯作。 有以太⽹、令牌环⽹，⽆线LAN等标准。交换机（Switch）⼯作在数据链路层。

                1.5.5 物理：负责光/电信号的传递⽅式。⽐如现在以太⽹通⽤的⽹线(双绞线)、早期以太⽹采⽤的的同 轴电缆(现在主要⽤于有线电视)、光纤，现在的wifi⽆线⽹使⽤电磁波等都属于物理层的概念。物理 层的能⼒决定了最⼤传输速率、传输距离、抗⼲扰性等。集线器（Hub）⼯作在物理层。

⽹络设备所在分层：

        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五层模型的下四 层；

        对于⼀台路由器，它实现了从⽹络层到物理层，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；

        对于集线器，它只实现了物理层；

这里指的是传统意义上的路由器和交换机，对于现代科技的发展，出现了很多3层或4层的交换机和路由器。

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