JAVA基础——网络编程之网络基础

每天进步一点点，大家好，我是大龄码农。

今天是2024年6月7日，高考的第一天，祝所有的考生至少要发挥出正常的水平，愿你们能龙腾虎跃。每到这个时候，大龄码农就感慨万分，当年的外部环境、第一次的主场、那两天的遭遇。虽然种种遗憾，但是我仍要说，高考不是终点，是人生又一起点的重合而已。学习是自己的事情，贵在坚持，君子慎独！

好了，说回来，今天开始讲解网络编程，生活中我们使用各种不同的途径浏览互联网上的信息，这里以使用电脑浏览器的方式举例：当我们想要浏览“央视网”的网站信息时，我们首先打开浏览器，在地址栏中输入网址，点击回车后，就能看到网站首页的信息了(根据网速快慢不同，等待时间也不同)

名词通俗解释

1、IP地址

互联网为每一台设备分配的唯一的地址，和现实生活一样，有了地址就能定位一个设备的位置

2、 端口

设备与外界通讯交流的出口，在这里是一种虚拟出口，如果将IP地址比作楼房，那么端口可以理解为某一室。

3、 DNS

域名系统，简单理解就是域名和IP地址的相互映射关系

4、网络连接

把网络两端连接起来，如果把网络连接比作是打电话，如果连接上了就是拨通电话，如果无法连接就是电话一直不通

5、网络协议

网络上为了能进行通信而建立的一种标准的规则

6、客户端

主动向目标建立网络连接的一方

7、服务端

接收并响应客户端请求的一方

我们来看看，上面访问网站这么一个简单的操作，计算机在背后主要干了些什么：

1、获取本机的IP地址

通过DHCP(动态主机配置协议)分配内网IP地址，再通过NAT(网络地址转换)将内网IP地址转换为外网IP地址

2、获取服务端的IP地址

通过DNS，解析服务端的域名，转换为IP地址

3、建立网络连接

访问服务端的IP地址与端口号，当网络协议是http时，端口号80可以省略不写，当网络协议是https时，端口号443可以省略不写

4、客户端请求

由浏览器发送一个请求

5、服务端处理

接收并处理客户端的请求，将结果返回给客户端。

6、客户端解析

浏览器接收并解析服务端返回的结果，显示在浏览器上

在实际生活中，网络的使用状况千差万别，比如，通信媒介不一样(有线和无线)、操作系统不一样(Windows和Linux等)、应用环境不一样(电脑、PAD、手机等)。为了满足各种的不同，就一定要有一个必须遵守的相同，这个相同就是一系列的行为规则，就是使用分层的网络体系结构，将复杂的大问题拆分成若干个单一的小问题，在不同的层上解决

OSI七层参考模型

说明：图片来源于网络。

OSI参考模型将网络体系结构按照不同功能划分为7层，由高到低依次为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

划分层次依据以下五个原则：

1、网络中各节点具有相同的层次

2、网络中各节点同等层次功能相同

3、同一节点内相邻层通过接口通信

4、同一节点内底层向高层提供服务

5、网络中各节点同层通过协议通信

简单描述一下，就是下层为上层提供服务，上层使用下层提供的服务，各层之间是严格单向依赖。当设备A与设备B在网络通信时，它们不会在应用层上直接通信，而是设备A先将数据通过从应用层到物理层各层进行包装，再将数据通过网络以二进制流的方式发送到设备B上，设备B通过从物理层到应用层各层对数据进行拆解，最后到达设备B的应用层，获得设备A发来的数据信息。

虽然OSI七层参考模型层次清晰，但是由于过于复杂难以完全实现，再加上各层功能具有一定的重复性，导致效率较低，只存在于一种理论知识。而TCP/IP协议简化了层次设计，后来慢慢发展成为计算机之间最常用的网络协议

说明：图片来源于网络。每一层是一个模块，用于完成某种功能，并具有自己的通信协议

下面我们讲几个常见的网络协议

一、TCP

TCP在传输层，传输控制协议，是面向连接的协议，它的主要特点：

• 必须先建立连接，在传送数据完毕后，必须释放已经建立的连接
• 每一条TCP连接必须是一对一的
• 通过TCP连接传送的数据都能安全到达，所谓安全是指按顺序、无差错、不丢失、不重复
• TCP允许通信双方在任何时候都能相互发送数据
• TCP面向字节流

TCP最有名的当数三次握手连接和四次挥手断开

让我们举个生活中的例子

1、三次握手连接：

客户端：在吗？

服务端：在

客户端：出来玩

2、四次挥手断开

客户端：我想回家了

服务端：好吧

服务端：下次什么时候再出来玩

客户端：再约吧

二、UDP

UDP在传输层，用户数据报协议，是面向报文的协议，提供不可靠服务，它的主要特点：

• UDP不需要像TCP那样建立连接
• 一个UDP发送端可以对应多个接收端
• 通过UDP传送的数据不保证可靠，能容忍一些数据的丢失，但是不能允许有较长的延时
• UDP速度较TCP快

三、HTTP

HTTP在应用层，超文本传输协议，运行在TCP之上，用于从服务器传输超文本数据到本地浏览器的传输协议。超文本数据包括文字、图片、音频、视频等

• 使用明文传输
• 是一个无状态的协议，每次请求都是独立的

四、HTTPS

HTTPS在应用层，超文本传输安全协议，运行在TCP之上，它就是添加了加密和认证机制的HTTP

五、FTP

FTP在应用层，文件传输协议，运行在TCP之上，主要用于传输文件，其传输效率非常高

综上，无论使用哪种协议，网络传输的本质就是数据交换，在实际的生产环境中，根据不同的业务场景，选择合适的网络协议。

    总结：

1、介绍了关于网络的一些相关名词

2、介绍了网络体系结构的两种模型

3、介绍了一些常见的网络协议