【Java EE初阶 --- 网络原理】初识网络
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文章目录
- 网络发展
- IP
- 端口号
- 协议
- 协议五要素
- 协议分层
- OSI七层网络模型
- TCP/IP五层模型（四层模型没有物理层）
- 网络通信的基本流程
- 完结
网络发展
IP
传输数据时，为了精准的找到指定主机，就需要找到主机的地址，也就是IP地址，用于定位主机的网络地址。
和送快递一样，只有知道收货地址，才能准确的把包裹送到指定位置。
IP地址的格式是一个32为的二进制数，通常 以4个字节（8位) 划分，比如
二进制：01100100.00000100.00000101.00000110
十进制：100.4.5.6
端口号
找到IP地址就找到了主机，但是主机中有很多执行任务的进程。端⼝号可以标识主机中发送数据、接收数据的那个进程。
还是送快递时，不仅要知道收货地址（IP地址），还需要找到接收人（端口号）
端口号的格式是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程指定的端口号，来发送和接收数据。
协议
全称网络协议，指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。体现在网络上传输的数据包的格式。格式很重要、很重要…
计算机硬件的生产可能来自不同的厂商，那么组建出来的计算机之间如何正常通信呢？
| 计算机A发送某一个格式的数据给计算机B,B要准确接收到这组数据，就需要按照A发送的格式来解析数据。这个时候计算机A、B都要遵守这个格式（约定），才能正常发送接收数据。 |
这就需要大家遵守同一个标准，此时通信才是有意义的，这个标准就是网络协议。
| 通俗一点：全国各地都有各自的方言，不同地区的人要正常沟通，就要遵守同一个协议--------普通话。 |
协议五要素
源IP ：标识源主机
源端口：标识源主机中该次通信发送数据的进程
目的IP：标识⽬的主机
目的端口：标识⽬的主机中该次通信接收数据的进程
协议类型 ：标识发送进程和接收进程双⽅约定的数据格式
协议分层
对网络通信来说，如果只涉及一个协议来解决通信时方方面面的问题，基本是不可能的。参考多线程思维，我们把这一个协议拆分成若干个小协议，但是协议越多就会越臃肿，需要更科学的管理方法，那就是协议分层。
协议分层：只有相邻的两层协议之间可以交互，上层协议可以调用下层协议，下层协议给上层协议服务，但是两种协议之间互不理解。
| <举个例子> 打电话时，两个人之间说话是汉语，但是电话之间就是硬件设备之间的交互。说话的人不需要理解电话是怎么把汉语转化为电话之间的语言，电话也不需要理解汉语，两层协议正常互动，只是不理解而已。 |
OSI七层网络模型
实际上，OSI模型既复杂又不实用，所以在去掉表示层和会话层后，就是TCP/IP（五层）模型。
简单说明一下OSI各层的主要用途：
1. 物理层： 是以0 101的二进制数据进行发送到网络其他设备中的
2. 数据链路层： 实现网络互联，连接到不同的主机，不同主机之间还要进行数据传输
3. 网络层： 网络地址IP使用，通过路由器传送到对应的地方
4. 传输层： TCP/UDP协议：都是属于操作系统
5. 会话层： 通信管理，负责建立和断开通信连接
6. 表示层： 主要是应用程序的沟通，包括FTP文件传输协议等
7. 应用层：针对特定应用的协议
TCP/IP五层模型（四层模型没有物理层）
TCP/IP五层模型：TCP/IP通讯协议采⽤了5层的层级结构，每⼀层都呼叫它的下⼀层所提供的⽹络来完成⾃⼰的需求。
| 网络分层 | 代表硬件 | 协议/技术 | 特性 |
|---|---|---|---|
| 物理层 | WIFI电磁波、集线器、网卡 | 约定硬件设施符合的要求 | 发送0，1光电信号 |
| 数据链路层 | 交换机 | 以太网、ARP协议（查找MAC地址） | 负责设备之间数据帧的传送和识别，有冲突检测、数据差错校验等工作 |
| 网络层 | 路由器 | IP协议 | 负责地址管理和路由选择（确定对应主机） |
| 传输层 | TCP/UDP协议 | 负责两台主机之间数据的准确传输，主机系统内核实现 | |
| 应用层 | HTTP/DNS/FTP/SMTP协议等等 | 是应用程序实现的 |
| <举个例子> 在京东买东西，买来要如何使用 应用层 商家（发件人）只关心收件人信息 传输层 物流公司只关心包裹的运输路线 网络层 快递小哥只关心相邻的快递驿站 数据链路层 |
网络通信的基本流程
1. 应用程序获取到用户输入，构造一个应用层的数据包
2. 应用程序调用传输层提供的接口，把数据传输给传输层
3. 传输层构造好数据后继续调用网络层的接口，把传输层的数据包交给网络层
4. 网络层IP协议接续调用数据链路层的接口，把IP数据包交给数据链路层
5. 数据链路层将包装好的数据包（以太网数据帧）交给计算机硬件设备（网卡等）
6. 网卡将这些二进制数据以光电信号传播出去（此时数据才离开计算机）
整个过程从上层到下层每一步都进行加工（添加报头），然后封装；接收过程从下到上，依次解析即可接收到数据。
传输过程中，有时候并不是主机和主机之间的数据交互：
主机数据—>交换机：交换机收到后，物理层解析，数据链路层解析（没有网络层），直接在数据链路层再构造出新的以太网数据帧，发给下一个设备。（二层转发）
主机数据—>路由器：路由器收到后，物理层解析，数据链路层解析，网络层解析（没有传输层），直接在网络层再构造出新的网络数据包，造出以太网数据帧，发给下一个设备。（三层转发）
完结
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