Java网编(一) 网络的一些基础概念

本文介绍了计算机网络的基础概念,包括网络的定义、分层模型、IP协议、TCP与UDP的区别、IP地址与域名系统、端口的作用、Internet的概念、防火墙与代理服务器的工作原理以及客户端/服务器模型。

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1、网络:是许多相互连接的计算机和其它设备的集合,其中的每一台计算机或者设备之间都可以实时地发送和接收数据。

流经网络的数据都会被分成称为包(或分组)的小块,这样做的好处是可以将多个即将交换的包在同一条缆线上传输,且多个计算机可以互不干扰地共用一条缆线。现在的计算机网络都是包交换(分组交换)。


2、网络的分层:将网络通讯中的不同方面分成不同的层次,每一层只需保持自身接口不变就可以不对其他层造成影响。

将网络分层是为了拆分原本复杂的网络,这样可以使每一层的功能看起来条理清晰,也向应用程序开发人员和用户隐藏了这种复杂性。对网络的分层有几种不同的分层模型,这里只提两种:OSI七层模型和TCP/IP四层模型。


3、IP(网际协议):又称互联网协议,是一种支持网间互联的数据报协议。提供网间连接的完善功能。

它允许任意两点之间有多个路由,并且它是开放的,与平台无关。


4、TCP和UDP:TCP即传输控制协议,规定了一种可靠的数据信息传递服务。UDP即用户数据报协议,一种不可靠的数据信息传递服务。两者都是传输层的协议,可以在IP协议之上运行。

TCP:是一个开销很高的协议,能够对丢失或损坏的数据进行重传,并按照发送时的顺序进行传送。接收到的包可以按照发送时的顺序重新组合在一起。它与IP协议在设计之初是作为一个协议来设计的,因此一般将两个协议一起使用,两个协议常常被统称为TCP/IP协议。

UDP:开销比TCP低,允许接收方检测被破坏的包,但是不能保证这些包的按顺序传送或者是否送达。传输速度比TCP快。

两者异同:

选择:当需要保证数据的正确性时使用TCP,如果要考虑开销并且部分数据的丢失不会造成大的影响时可以选择UDP。


5、IP地址和域名系统(DNS):IP地址是网络中一个通讯实体的唯一标识。域名系统是将人类能记住的域名解析为IP地址的一个系统,实质上是一个分布式的数据库。

IP地址:IPv4网络中,IP地址是由4个8位的二进制数构成的,每八位可转化为一个二进制数,常见格式为:172.168.10.255。           ②IPv6网络中,IP地址采用16字节地址,通常写为冒号分隔的8个区块,每个区块4个十六进制数字,如:FECD:AD85:2555:AF41:1122:WF22:34DC:MDZZ。

IP地址(IPv4)被分成A、B、C、D、E五类
A类:10.0.0.0~10.255.255.255
B类:172.16.0.0~172.31.255.255
C类:192.168.0.0~192.168.255.255

DNS:运行在UDP之上,一个域名可以对应多个IP地址,反之亦然。


6、端口:在电脑运行同时运行多个应用程序时,这时候的数据可能会找不到就是是哪个程序需要数据,这时候就引进了端口的概念,一个IP拥有65535个端口,这里的端口是逻辑意义上的。端口表示将数据交给哪个通信程序处理。

端口由0~65535,通常分为以下三类:

公认端口:0~1023,绑定了服务的端口,一般不使用
注册端口:1024~49151,一般使用这个范围的端口

动态端口(私有端口):49152~65535,一般不会主动使用


7、Internet:世界上最大的基于IP的网络。是一个以一种标准来互相通信的一个很大的计算机集合。需要与Network作区分,Network只是互联的网络。


8、防火墙:位于本地网络和Internet之间的一些检查所有出入数据的的软件和硬件。根据设置的规则接收或拒绝出入的数据包。一般是基于IP和端口来过滤数据包的。一般工作于运输层或网际层。


9、代理服务器:如果某个外部主机被拒绝访问时,本地机器可以通过访问代理服务器而不用直接向外部主机发出请求,然后代理服务器再替你访问,并将请求返回。

这样做可以使外部无法看到你的内部机器的主机名和IP,保障本地机器的安全。它也能用来实现本地缓存,降低Internet的负载,进一步提高响应速度。它的缺点是无法应对全部的协议。


10、客户端/服务器模型:将大量数据存储在高性能的服务器上,而程序逻辑、用户界面由客户端软件处理,大多数情况下服务器发送消息,客户端接收消息。

还有一种对等的模型(peer-to-peer),一般用于网游等并没有明显的接收端发送端差别的通信。对等端可以通过中间服务器相互通信。

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