计算机网络:是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。
网络编程:就是用来实现网络互连的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。
网络模型:
OSI(Open System Interconnection开放系统互连)参考模型
TCP/IP参考模型
网络模型7层概述:
1.物理层:主要定义物理设备标准,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0,也就是我们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特。
数据链路层:主要将从物理层接收的数据进行MAC地址(网卡的地址)的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机,数据通过交换机来传输。
网络层:主要将从下层接收到的数据进行IP地址(例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器,常把这一层的数据叫做数据包。
传输层:定义了一些传输数据的协议和端口号(WWW端口80等),如:TCP(传输控制协议,传输效率低,可靠性强,用于传输可靠性要求高,数据量大的数据),UDP(用户数据报协议,与TCP特性恰恰相反,用于传输可靠性要求不高,数据量小的数据,如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的)。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输,到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
会话层:通过传输层(端口号:传输端口与接收端口)建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求(设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名)
6.表示层:主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等(也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西(如图片、声音等)。
7.应用层: 主要是一些终端的应用,比如说FTP(各种文件下载),WEB(IE浏览),QQ之类的(可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西.就是终端应用)。
网络应用程序:网络编程、IO流、多线程组成。集合
网络通信三要素:
1.IP地址:InetAddress(找到电脑)
网络中设备的标识,不易记忆,可用主机名
2.端口号:(区分电脑的程序)
用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识
3.传输协议:(怎么交流传输)
通讯的规则,常见协议:TCP,UDP
IP地址
要想让网络中的计算机能够互相通信,必须为每台计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定要接受数据的计算机和识别发送的计算机,在TCP/IP协议中,这个标识号就是IP地址
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,比特换算成字节,就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”,这么长的地址,人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分开不同的字节。于是,上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种把IP地址的每一个字节的数据换算成十进制,然后用.分开来表示的方法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多。
IP地址的组成:IP地址 = 网络号码+主机地址
A类 1.0.0.1—127.255.255.254
(1)10.X.X.X是私有地址(私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)
(2)127.X.X.X是保留地址,用做循环测试用的。
B类 128.0.0.1—191.255.255.254
172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址。
169.254.X.X是保留地址。
C类 192.0.0.1—223.255.255.254 192.168.X.X是私有地址
D类 224.0.0.1—239.255.255.254
E类 240.0.0.1—247.255.255.254
DOS命令 ipconfig:查看本机IP地址
ping+IP地址:测试本机与指定的ip地址间的通信是否有问题
127.0.0.1 回环地址,可用于测试本机的网络是否有问题. ping 127.0.0.1
xxx.xxx.xxx.0 网络地址
xxx.xxx.xxx.255 广播地址
A类IP地址:第一段号码为网络号码,剩下的三段号码为本地计算机的号码
B类IP地址:前二段号码为网络号码,剩下的二段号码为本地计算机的号码
C类IP地址:前三段号码为网络号码,剩下的一段号码为本地计算机的号码
//A类大部分在美国,中国可能有几个。B类一般是校园网之类的。C类是平常我们用的。DE类是保留地址,不用。
为了方便我们对IP地址的获取和操作,java提供了一个类InetAddress 供我们使用。但是这个类没有构造方法
如果一个类没有构造方法:
A:成员全部是静态的(Math,Arrays,Collections)
B:单例设计模式(Runtime)
C:类中有静态方法返回该类的对象(InetAddress)
class Demo{
private Demo(){}
public static Demo getXxx(){
return new Demo();
}
}
成员方法:
public static InetAdress getByName(String host):根据主机名或者ip地址的字符串表示得到IP地址对象
主机名:getHostName
主机Ip地址:getHostAddress
端口号:正在运行的程序的标识
物理端口 网卡口
逻辑端口 我们指的就是逻辑端口
A:每个网络程序都会至少有一个逻辑端口
B:用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识
C:有效端口:065535,其中01024系统使用或保留端口。
通过一些应用程序就可以查看端口号
协议
UDP:将数据源和目的封装成数据包中,不需要建立连接;每个数据报的大小在限制在64k;因无连接,是不可靠协议;不需要建立连接,速度快
TCP:建立连接,形成传输数据的通道;在连接中进行大数据量传输;通过三次握手完成连接,是可靠协议;必须建立连接,效率会稍低
Socket套接字
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。
Socket原理机制:
通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信。
数据在两个Socket间通过IO传输。
原则上是先存在接收端。
UDP协议发送数据:
A:创建发送端Socket对象
B:创建数据,并把数据打包
C:调用Socket对象的发送方法发送数据包
D:释放资源
UDP协议接收数据:
A:创建接收端Socket对象
B:创建一个数据包(接收容器)
C:调用Socket对象的接收方法接收数据 阻塞式方法
D:解析数据包,并显示在控制台
E:释放资源
运行的时候先运行接收端,在运行发送端。第二次运行接收端会报错:该端口已经被占用
TCP协议发送数据:
A:创建发送端的Socket对象
B:获取输出流,写数据
C:释放资源
运行的话会出现连接被拒绝的错误。所以TCP协议一定要先开服务器
TCP协议发送数据:
A:创建接收端的Socket对象 ServerSocket
B:监听客户端连接,返回一个对应的Socket对象 阻塞式方法
C:获取输入流,读取数据显示在控制台
D:释放资源
TCP传输容易出现的问题:
客户端连接上服务端,两端都在等待,没有任何数据传输:
因为read方法或者readLine方法是阻塞式。
解决办法:A:再多写一条数据告诉服务器,读到这条就结束(不推荐)
B:Socket提供了一个终止功能:public void shutdownOutput()
shutdownInput()方法
HTTP协议
超文本传输协议,是一个基于请求与响应,无状态的,应用层的协议,常基于TCP/IP协议传输数据,互联网上应用最为广泛的一种网络协议,所有的WWW文件都必须遵守这个标准。设计HTTP的初衷是为了提供一种发布和接收HTML页面的方法。
报文格式
特点:
- 无状态:协议对客户端没有状态存储,对事物处理没有“记忆”能力,比如访问一个网站需要反复进行登录操作
- 无连接:HTTP/1.1之前,由于无状态特点,每次请求需要通过TCP三次握手四次挥手,和服务器重新建立连接。比如某个客户机在短时间多次请求同一个资源,服务器并不能区别是否已经响应过用户的请求,所以每次需要重新响应请求,需要耗费不必要的时间和流量。
- 基于请求和响应:基本的特性,由客户端发起请求,服务端响应
- 简单快速、灵活
- 通信使用明文、请求和响应不会对通信方进行确认、无法保护数据的完整性