【Javaweb】网络通信基础

目录

一、IP地址

1,概念

2,格式

二、端口号

1,概念

2,格式

三、认识协议

四、五元组

五、协议分层

1,OSI七层模型

2,TCP/IP五层(或四层)模型

六、网络设备所在分层

1,网络设备所在分层

2,封装和分用


一、IP地址

1,概念

IP地址主要用于标识网络主机、其他网络设备(如路由器)的网络地址。简单说,IP地址用于定位主机的网络地址。

就像我们发送快递一样,需要知道对方的收货地址,快递员才能将包裹送到目的地。

2,格式

IP地址是一个32位的二进制数,通常被分割为4个“8位二进制数”(也就是4个字节),如: 01100100.00000100.00000101.00000110

通常用“点分十进制”的方式来表示,即 a.b.c.d 的形式(a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数)。如: 100.4.5.6。

特殊IP

127.*的IP地址用于本机环回(loop back)测试,通常是127.0.0.1

本机环回主要用于本机到本机的网络通信(系统内部为了性能,不会走网络的方式传输),对于 开发网络通信的程序(即网络编程)而言,常见的开发方式都是本机到本机的网络通信。

二、端口号

1,概念

在网络通信中,IP地址用于标识主机网络地址,端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简 单说:端口号用于定位主机中的进程。

类似发送快递时,不光需要指定收货地址(IP地址),还需要指定收货人(端口号)

2,格式

端口号是0~65535范围的数字,在网络通信中,进程可以通过绑定一个端口号,来发送及接收网络数据

注意事项

两个不同的进程,不能绑定同一个端口号,但一个进程可以绑定多个端口号

三、认识协议

概念

协议,网络协议的简称,网络协议是网络通信(即网络数据传输)经过的所有网络设备都必须共同遵从的一组约定、规则。如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定,计算机之间才能相互通信交流。通常由三要素组成:

1. 语法:即数据与控制信息的结构或格式;

        类似打电话时,双方要使用同样的语言:普通话

2. 语义:即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应;

        语义主要用来说明通信双方应当怎么做。用于协调与差错处理的控制信息。 类似打电话时,说话的内容。一方道:你瞅啥?另一方就得有对应的响应:瞅你咋的!

3. 时序,即事件实现顺序的详细说明。

        时序定义了何时进行通信,先讲什么,后讲什么,讲话的速度等。比如是采用同步传输还是 异步传输。女生和男生的通话,总是由男生主动发起通话,而总是在男生恋恋不舍的时候,由女生要求结束通话。

协议(protocol)最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

四、五元组

在TCP/IP协议中,用五元组来标识一个网络通信:

        1. 源IP:标识源主机

        2. 源端口号:标识源主机中该次通信发送数据的进程

        3. 目的IP:标识目的主机

        4. 目的端口号:标识目的主机中该次通信接收数据的进程

        5. 协议号:标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

五元组在网络通信中的作用,类似于发送快递:

五、协议分层

1,OSI七层模型

2,TCP/IP五层(或四层)模型

应用层:应用程序直接打交道的协议

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

传输层:负责端到端直接的传输(只需要关注起点和终点)

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。

网络层:负责点到点的传输(需要规划路径)

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

数据链路层:负责相邻点直接具体如何传输

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

物理层:网络通信的基础硬件条件

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

六、网络设备所在分层

1,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

2,封装和分用

        不同的协议层对数据包有不同的称谓,在传输层叫做段(segment),在网络层叫做数据报 (datagram),在链路层叫做帧(frame)。

        应用层数据通过协议栈发到网络上时,每层协议都要加上一个数据首部(header),称为封装 (Encapsulation)。

        首部信息中包含了一些类似于首部有多长,载荷(payload)有多长,上层协议是什么等信息。

        数据封装成帧后发到传输介质上,到达目的主机后每层协议再剥掉相应的首部,根据首部中 的 "上层协议字段" 将数据交给对应的上层协议处理

封装

分用

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