目录
- 网络通信基本概念
- 什么是网络?
- 网络通信的基本架构
- 什么是网络编程?
- 7层网络模型-OSI模型
- 什么是Socket?
- Socket的作用和组成
- Socket传输原理
- Socket与TCP、UDP的关系
- CS模型(Client-Server Application)
- 报文段
- 牛刀小试(TCP消息发送与接收)
- Socket客户端实现
- Socket服务端实现
- 运行结果
- 传输协议
- Mac地址
- IP地址
- IP地址-IPv4
- IP地址-IPv6
- 端口
- Web请求访问流程
网络通信基本概念
什么是网络?
- 在计算机领域中,网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台
- 在通过它把各个点、面、体的信息联系到一起,从而实现这些资源的共享
- 网络是人类发展史来最重要的发明,提高了科技和人类社会的发展
网络通信的基本架构
通信的基本架构主要有两种形式:一种是CS架构(Client 客户端/Server服务端)、一种是BS架构(Brower 浏览器/Server服务端)。
- CS架构的特点:CS架构需要用户在自己的电脑或者手机上安装客户端软件,然后由客户端软件通过网络连接服务器程序,由服务器把数据发给客户端,客户端就可以在页面上看到各种数据了。
- BS架构的特点:BS架构不需要开发客户端软件,用户只需要通过浏览器输入网址就可以直接从服务器获取数据,并由服务器将数据返回给浏览器,用户在页面上就可以看到各种数据了。Java的程序员,以后从事的工作方向主要还是BS架构的。
什么是网络编程?
- 网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收
- 通过操作相应Api调度计算机硬件资源,并利用传输管道(网络)行数据交换的过程
7层网络模型-OSI模型
基础层∶物理层(Physical)、数据链路层(Datalink)、网络层(Network)
传输层(Transport) : TCP-UDP协议层、Socket
高级层∶会话层(Session)、表示层(Presentation)、应用层(Application)
模型对应关系图
什么是Socket?
- 简单来说是IP地址与端口的结合协议(RFC 793 )
- 一种地址与端口的结合描述协议
- TCP/IP协议的相关API的总称;是网络Api的集合实现
- 涵盖了: Stream Socket/Datagram Socket
Socket的作用和组成
- 在网络传输中用于唯一标示两个端点之间的链接
- 端点∶包括(IP+Port )
- 4个要素:客户端地址、客户端端口、服务器地址、服务器端口
Socket传输原理
Socket与TCP、UDP的关系
Socket就是对TCP、UDP之间的封装
Socket 之 TCP
- TCP是面向连接的通信协议
- 通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接
- 由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯
图解
Socket 之 UDP
- UDP是面向无连接的通讯协议
- UDP数据包括目的端口号和源端口号信息
- 由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送,并不局限于端到端
图解
CS模型(Client-Server Application)
- TCP/IP协议中,两个进程间通信的主要模式为:CS模型
- 主要目的:协同网络中的计算机资源、服务模式、进程间数据共享
- 常见的:FTP、SMTP、HTTP
报文段
- 报文段是指TCP/IP协议网络传输过程中,起着路由导航作用
- 用以查询各个网络路由网段、IP地址、交换协议等lIP数据包
- 报文段充当整个TCP/IP协议数据包的导航路由功能
- 报文在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输
- 封装方式就是添加一些控制信息组成的首部,即报文头
牛刀小试(TCP消息发送与接收)
Socket客户端实现
代码如下
package cn.kt.SocketDemoL2;import java.io.*;
import java.net.Inet4Address;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket();// 超时时间socket.setSoTimeout(3000);// 连接本地,端口2000;超时时间3000mssocket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000), 3000);System.out.println("已发起服务器连接,并进入后续流程~");System.out.println("客户端信息:" + socket.getLocalAddress() + " P:" + socket.getLocalPort());System.out.println("服务器信息:" + socket.getInetAddress() + " P:" + socket.getPort());try {// 发送接收数据todo(socket);} catch (Exception e) {System.out.println("异常关闭");}// 释放资源socket.close();System.out.println("客户端已退出~");}private static void todo(Socket client) throws IOException {// 构建键盘输入流InputStream in = System.in;BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));// 得到Socket输出流,并转换为打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);// 得到Socket输入流,并转换为BufferedReaderInputStream inputStream = client.getInputStream();BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));boolean flag = true;do {// 键盘读取一行String str = input.readLine();// 发送到服务器socketPrintStream.println(str);// 从服务器读取一行String echo = socketBufferedReader.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {flag = false;}else {System.out.println(echo);}}while (flag);// 资源释放socketPrintStream.close();socketBufferedReader.close();}
}
Socket服务端实现
代码如下:
package cn.kt.SocketDemoL2;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {// 新建Socket服务端,监听2000端口ServerSocket server = new ServerSocket(2000);System.out.println("服务器准备就绪~");System.out.println("服务器信息:" + server.getInetAddress() + " P:" + server.getLocalPort());// 等待客户端连接for (; ; ) {// 得到客户端Socket client = server.accept();// 客户端构建异步线程ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);System.out.println("================================" + clientHandler);// 启动线程clientHandler.start();}}/*** 客户端消息处理*/private static class ClientHandler extends Thread {private Socket socket;private boolean flag = true;ClientHandler(Socket socket) {this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {super.run();System.out.println("新客户端连接:" + socket.getInetAddress() +" P:" + socket.getPort());try {// 得到打印流,用于数据输出;服务器回送数据使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());// 得到输入流,用于接收数据BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));do {// 客户端拿到一条数据String str = socketInput.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {flag = false;// 回送socketOutput.println("bye");} else {// 打印到屏幕。并回送数据长度System.out.println(str);socketOutput.println("回送:" + str.length());}} while (flag);socketInput.close();socketOutput.close();} catch (Exception e) {System.out.println("连接异常断开");} finally {// 连接关闭try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("客户端已退出:" + socket.getInetAddress() +" P:" + socket.getPort());}}
}
运行结果
- 启动服务端
- 启动客户端
- 客户端发送消息
传输协议
- 协议顾名思义,一种规定,约束
- 约定大于配置,在网络传输中依然适用;网络的传输流程是健壮的稳定的,得益于基础的协议构成
- 简单来说︰A->B的传输数据,B能识别,反之B->A的传输数据A也能识别,这就是协议
Mac地址
- Media Access Control或者Medium Access Control
- 意译为媒体访问控制,或称为物理地址、硬件地址
- 用来定义网络设备的位置
- 形如:44-45-53-54-O0-00;身份证类似,不会重复
IP地址
-
互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),缩写为IP地址(英语:IP Address )
-
是分配给网络上使用网际协议(英语:Internet Protocol,IP)的设备的数字标签
-
常见的IP地址分为lPv4与IPv6两大类
-
IP地址由32位二进制数组成,常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现,每组XXX代表小于或等于255的10进制数
如:208.80.152.2 -
分为A、B、C、D、E五大类,其中E类属于特殊保留地址
IP地址-IPv4
- 总数量:4,294,967,296个(即232 ) :42亿个﹔最终于2011年2月3日用尽
- 如果主机号是全1,那么这个地址为直接广播地址
- IP地址“255.255.255.255”为受限广播地址
IP地址-IPv6
- 总共有128位长,IPv6地址的表达形式,一般采用32个十六进制数。也可以想象为1632个
- 由两个逻辑部分组成:一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址,主机地址通常根据物理地址自动生成,叫做EUI-64(或者64-位扩展唯一标识)
- 例如:2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344
- IPv4转换为IPv6一定可行,IPv6转换为IPv4不一定可行
端口
- 如果把IP地址比作一间房子,端口就是出入这间房子的门或者窗户
- 在不同门窗户后有不同的人,房子中的用户与外界交流的出口
- 外界鸽子(信息)飞到不同窗户也就是给不同的人传递信息
- 0到1023号端口以及1024到49151号端口都是特殊端口
- 计算机之间依照互联网传输层TCP/IP协议的协议通信,不同的协议都对应不同的端口
- 49152到65535号端口属于“动态端口”范围,没有端口可以被正式地注册占用
Web请求访问流程
- 先会访问该域名的域名服务器,53端口
- 然后域名服务器会查询该域名的具体ip地址和端口号并返回
- 然后就可以进行传数据交互访问