Socket学习网络基础准备

时间 2019-11-08

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1.OSI七层网络模型浅析

固然，咱们不是专业搞网络工程的，只要知道有哪些层，大概是拿来干吗的就能够了！html

OSI七层网络模型(从下往上)：面试

物理层(Physical)：设备之间的数据通讯提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。能够理解为网络传输的物理媒体部分，好比网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器等！在这一层，数据尚未被组织，仅做为原始的位流或电气电压处理，这一层的单位是:bit比特数据库

数据链路层(Datalink)：能够理解为数据通道，主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递，改层做用包括：物理地址寻址，数据的成帧，流量控制，数据检错以及重发等！另外这个数据链路指的是：物理层要为终端设备间的数据通讯提供传输媒体及其链接。媒体是长期的，链接是有生存期的。在链接生存期内，收发两端能够进行不等的一次或屡次数据通讯。每次通讯都要通过创建通讯联络和拆除通讯联络两过程！这种创建起来的数据收发关系~ 该层的设备有：网卡，网桥，网路交换机，另外该层的单位为：帧编程

网络层(Network)：主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方，所谓的路由与寻径：一台终端可能须要与多台终端通讯，这样就产生的了把任意两台终端设备数据连接起来的问题！简单点说就是：创建网络链接和为上层提供服务！该层的设备有：路由！该层的单位为：数据包，另外IP协议就在这一层！数组

传输层(Transport)：向上面的应用层提供通讯服务，面向通讯部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。接收会话层数据，在必要时将数据进行分割，并将这些数据交给网络层，而且保证这些数据段有效的到达对端！因此这层的单位是：数据段；而这层有两个很重要的协议就是：TCP传输控制协议与UDP用户数据报协议，这也是本章节核心讲解的部分！安全

会话层(Session)：负责在网络中的两节点之间创建、维持和终止通讯。创建通讯连接，保持会话过程通讯连接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通讯是否被中断以及通讯中断时决定从何处从新发送，即不一样机器上的用户之间会话的创建及管理！网络

表示层(Presentation)：对来自应用层的命令和数据进行解释，对各类语法赋予相应的含义，并按照必定的格式传送给会话层。其主要功能是"处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密，压缩解压缩"等ui

应用层(Application)：OSI参考模型的最高层，为用户的应用程序提供网络服务。它在其余6层工做的基础上，负责完成网络中应用程序与网络操做系统之间的联系，创建与结束使用者之间的联系，并完成网络用户提出的各类网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各类协议。此外，该层还负责协调各个应用程序间的工做。应用层为用户提供的服务和协议有：文件服务、目录服务、文件传输服务（FTP）、远程登陆服务（Telnet）、电子邮件服务（E-mail）、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等。编码

好的上面咱们浅述了OSI七层网络模型，下面总结下：加密

OSI是一个理想的模型，通常的网络系统只涉及其中的几层，在七层模型中，每一层都提供一个特殊的网络功能，从网络功能角度观察：

下面4层（物理层、数据链路层、网络层和传输层）主要提供数据传输和交换功能，即以节点到节点之间的通讯为主

第4层做为上下两部分的桥梁，是整个网络体系结构中最关键的部分；

上3层（会话层、表示层和应用层）则以提供用户与应用程序之间的信息和数据处理功能为主。

简言之，下4层主要完成通讯子网的功能，上3层主要完成资源子网的功能。

——以上内容参考自：OSI七层模型详解

2.TCP/IP四层模型

TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。 TCP/IP协议簇分为四层，IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层)，TCP位于协议簇的第三层 (对应OSI的第四层)。TCP/IP通信协议采用了4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本身的需求。这4层分别为：

应用层：应用程序间沟通的层，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。

传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，而且肯定数据已被送达并接收。

网络互连层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都可以到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。

主机到网络层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

3.TCP/UDP区别讲解

好吧，前两点侃侃而谈，只是给你们普及下OSI七层模型和TCP/IP四层模型的概念，接下来要讲的是和咱们Socket开发相关的一些概念名词了！

1）IP地址

2）端口

1. 用于区分不一样的应用程序

2. 端口号的范围为0-65535，其中0-1023未系统的保留端口，咱们的程序尽量别使用这些端口！

3. IP地址和端口号组成了咱们的Socket，Socket是网络运行程序间双向通讯链路的终结点，是TCP和UDP的基础！

4. 经常使用协议使用的端口：HTTP:80，FTP：21，TELNET：23

3）TCP协议与UDP协议的比较：

TCP协议流程详解:

首先TCP/IP是一个协议簇，里面包括不少协议的。UDP只是其中的一个。之因此命名为TCP/IP协议，由于TCP,IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。

下面咱们来说解TCP协议和UDP协议的区别：

TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向链接的协议，即在收发数据钱，都须要与对面创建可靠的连接，这也是面试常常会问到的TCP的三次握手以及TCP的四次挥手！ 三次握手：创建一个TCP链接时，须要客户端和服务端总共发送3个包以确认链接的创建，在Socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，具体流程图以下：

第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server， Client进入SYN_SENT状态，等待Server确认。

第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client请求创建链接，Server将标志位 SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机产生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以确认链接请求，Server进入SYN_RCVD状态。

第三次握手：Client收到确认后，检查ack是否为J+1，ACK是否为1，若是正确则将标志位ACK 置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server检查ack是否为K+1，ACK是否为1，若是正确则链接创建成功，Client和Server进入ESTABLISHED状态，完成三次握手，随后Client与Server之间能够开始传输数据了。

四次挥手：终止TCP链接，就是指断开一个TCP链接时，须要客户端和服务端总共发送4个包以确认链接的断开。在Socket编程中，这一过程由客户端或服务端任一方执行close来触发，具体流程图以下：

第一次挥手：Client发送一个FIN，用来关闭Client到Server的数据传送，Client进入 FIN_WAIT_1状态

第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，确认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状态。

第三次挥手：Server发送一个FIN，用来关闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK 状态。

第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状态，接着发送一个ACK给Server，确认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状态，完成四次挥手。另外也多是同事发起主动关闭的状况：

另外还可能有一个常见的问题就是：为何创建链接是三次握手，而关闭链接倒是四次挥手呢？答：由于服务端在LISTEN状态下，收到创建链接请求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而关闭链接时，当收到对方的FIN报文时，仅仅表示对方再也不发送数据了可是还能接收数据，己方也未必所有数据都发送给对方了，因此己方能够当即close，也能够发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表示赞成如今关闭链接，所以，己方ACK和FIN通常都会分开发送。

UDP协议详解：

UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议，非链接的协议，传输数据以前源端和终端不创建链接，当它想传送时就简单地去抓取来自应用程序的数据，并尽量快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度仅仅是受应用程序生成数据的速度、计算机的能力和传输带宽的限制；在接收端，UDP把每一个消息段放在队列中，应用程序每次从队列中读一个消息段。相比TCP就是无需创建连接，结构简单，没法保证正确性，容易丢包

——上述内容部分摘自：

TCP/IP三次握手与四次挥手

TCP和UDP的区别（转）

4.Java中对于网络提供的几个关键类：

针对不一样的网络通讯层次，Java给咱们提供的网络功能有四大类：

InetAddress：用于标识网络上的硬件资源
URL：统一资源定位符，经过URL能够直接读取或者写入网络上的数据
Socket和ServerSocket：使用TCP协议实现网络通讯的Socket相关的类
Datagram：使用UDP协议，将数据保存在数据报中，经过网络进行通讯

本节咱们只介绍前两个类，Socket与Datagram到TCP和UDP的章节再讲解！

~InetAddress的使用例子：

示例代码：

public class InetAddressTest {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		//获取本机InetAddress的实例：
		InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
		System.out.println("本机名：" + address.getHostName());
		System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());
		byte[] bytes = address.getAddress();
		System.out.println("字节数组形式的IP地址：" + Arrays.toString(bytes));
		System.out.println("直接输出InetAddress对象：" + address);
	}}

运行结果图：

~URL：这个就不用说了吧，忘了能够看会前面Http协议讲解那里~

小结：

本节全是概念，看起来可可以呛的是把，不过看不懂也不要紧，知道七层模型每层叫什么，大概拿来干吗，还有TCP三次握手和四次挥手，就能够了！固然，这只是为了应付面试~实际开发咱们哪会纠结这个...直接Socket是吧~嗯