廖雪峯Java13網絡編程-1Socket編程-1網絡編程概念

1.計算機網絡

1.1 什麼是計算機網絡？

• 兩臺或更多計算機組成的網絡
• 同一網絡內的任意2臺計算機均可以直接通訊
• 全部計算機必須遵循同一種網絡協議

1.2 什麼是互聯網

• 互聯網是網絡的網絡
• 互聯網採用TCP/IP協議
  * TCP/IP協議泛指互聯網協議
  * 其中最重要的2個協議是TCP協議和IP協議

2. IP地址

• IP地址用於惟一標識一個網絡接口（Network Interface）
  * IPv4採用32位地址，相似101.202.99.12
  * IPv6採用128位地址，相似2001:0DA8:100A:0000:0000:1020:F2F3:1428
• 公網IP能夠直接被訪問
• 內網IP只能在內網訪問
  * 192.168.x.x
  * 10.x.x.x

• 本機地址：127.0.0.1

• IPv4地址其實是一個32位整數
  * 4個整數，每個在0-255(2^8-1)之間，即32位整數

import java.math.BigInteger;

public class IPCalculator {
    public static void main(String[] args) throws NumberFormatException{
        int[] ip = {101,202,99,12};
        String[] listaddr16=new String[4];
        for(int i=0;i<ip.length;i++){
            String hex = Integer.toHexString(ip[i]);
            if(hex.length()<2){
                hex="0"+hex;
            }
            listaddr16[i]=hex;
        }
        String address16 ="";
        for(String addr:listaddr16){
            address16 += addr;
        }
        System.out.println("IP地址轉化爲16進制："+ address16);
        System.out.println(new BigInteger(address16,16));
    }
}

若是1臺計算機有1個網卡，而且接入了網絡，它會擁有2個IP地址，本地地址127.0.0.1和一個IP地址，並經過這個IP地址鏈接網絡。
若是計算機有2個網卡，除了本地地址，還有2個IP地址，分別接入2個網絡。一般鏈接2個網絡的設備是交換機和路由器，其至少有2個IP地址，分別接入不一樣的網絡，讓網絡之間鏈接起來。

若是2臺電腦位於同一個網絡下，它們能夠直接通訊，由於其IP地址前段是相同的，網絡號也是相同的。
網絡號是IP地址經過子網掩碼之後過濾獲得的。每臺計算機都配備了IP地址和子網掩碼，根據IP地址和子網掩碼能夠計算出網絡號。
計算方法：按組對齊，作與運算。

若是計算出的網絡號相同，證實在同一個網絡，能夠直接通訊。

若是2臺計算機計算出的網絡號不一樣，2臺計算機不在同一個網絡，不能直接通訊。必須經過路由器或交換機等網絡設備間接通訊，咱們把這種設備成爲網關。

網關的做用：鏈接多個網絡，負責把來自一個網絡的數據包發到另外一個網絡，這個過程成爲路由。

因此一臺計算機的網卡會有IP地址、子網掩碼、網關的IP地址這3個關鍵的配置。

直接記憶IP地址很是困難，因此咱們一般使用域名來訪問某個特定的服務。域名解析器DNS負責把域名翻譯爲對應的IP地址，客戶端再根據IP地址來訪問服務器。

3. TCP/IP協議

TCP/IP協議：繁殖互聯網協議簇，最重要的2個協議是TCP/IP協議。

3.1 OSI模型（Open System Interconnect）

OSI模型是ISO組織定義的一個計算機互聯的標準模型。只是一個定義，目的是簡化網絡各層的操做，提供標準的接口，便於實現和維護。
應用層：提供應用層序之間的通訊
表示層：處理數據格式、加減密
會話層：負責建議和維護會話
傳輸層：提供端到端的可靠傳輸
網絡層：負責根據目標地址來選擇路由
鏈路層和物理層：負責把數據進行分片，而且真正經過物理網絡進行傳輸，例如無線網、光線等

互聯網實際使用的TCP/IP模型大體對應OSI的5層模型

4. IP協議和TCP協議

4.1 IP協議

• 分組交換 一個大的數據包想要經過IP協議傳輸的時候，被自動分紅若干個小的數據包，而後經過網絡進行傳輸。

• 不保證可靠傳輸

  4.2 TCP協議：

  TCP協議也是應用最廣的協議，許多高級協議都是創建在TCP協議之上的。
• 傳輸控制協議 創建在IP協議上的，IP協議只負責發數據包，而TCP控制數據包的傳輸
• 面向鏈接 TCP在傳輸數據以前，須要先創建鏈接，而後才能傳輸數據，傳輸完後還須要斷開鏈接
• 可靠傳輸 TCP是一個可靠傳輸的協議，之因此能保證這一點，是經過接受確認、超時重傳這些機制實現的

• 雙向通訊 TCP容許雙向通訊，雙方能夠同時發送接受數據

4.3 UDP協議（User Datagram Protocol）數據報文協議：

• 數據報文協議
• 無鏈接
• 不保證可靠傳輸
• 傳輸效率高

UDP比TCP簡單的多。UDP協議不須要鏈接，不保證可靠傳輸，發送方發送數據後，沒法得知接收方是否收到，由於UDP協議比TCP要簡單的多，因此一樣的數據用UDP傳輸要比TCP效率高。
選擇UDP協議的時候，傳輸的數據，一般是可以容忍丟失一部分的，例如一些語音、視頻通信的應用會選擇UDP協議

5. 總結：

計算機網絡的基本概念：

• 互聯網：網絡的網絡
• IP地址：計算機在網絡中的標識
• 網關：負責鏈接多個網絡
• 協議：TCP/IP協議
• TCP協議：面向鏈接，可靠傳輸