Java入门——网络编程协议IP、TCP、HTTP（初学者需着重了解）

网络编程

初学者应注意，我们搭建网站是为了进行网络通信的，那么java网络通信需要遵循什么协议呢。
在此之前我们需要先了解一个名词——OSI模型，它是一种概念模型，国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。

1.协议

OSI七层网络模型(从下往上)：

• 物理层（从物理器件到局部局域网上传数据）
• 数据链路层（主要负责网络寻址）
• 网络层（决定数据的路径选择和转寄，将网络表头（NH）加至数据包，以形成分组。IP协议就在这层）
• 传输层（把传输表头加至数据以形成数据报。传输表头包含了所使用的协议等发送信息。TCP、UDP协议就在这层）
• 会话层（两台计算机间建立的通信连接）
• 表达层（数据格式转换）
• 应用层（提供为应用软件而设的接口，以设置与另一应用软件之间的通信。HTTP，FTP，SMTP等就在这层）

TCP/IP四层模型：

以上两种模型，TCP/IP是在Internet网络不断发展的过程中建立的，基于时间，有很高的信任度。而OSI则是一种理论上的模型。

也就是说我们在网络通信中，是经历了这么多层才完成的。IP协议层只是完成了网络联通的工作，TCP、UDP协议只是完成了数据的传输工作，HTTP、HTTPS等协议只是完成了应用程序间沟通交互的工作。

TCP/IP概念：TCP/IP是一个协议簇，里面包括很多协议的。UDP只是其中的一个。之所以命名为TCP/IP协议， 因为TCP,IP协议是两个很重要的协议，就用它两命名了。

2.DNS

在网络层（也就是IP协议层）还有一个需要我们注意的点——DNS，有些初学者在学有小成后会想要搭建一个自己的网站，但是我们会发现，在租购服务器后，我们仅仅能够看到服务器在网络中的ip地址，我们需要购买相应的域名，将域名与ip地址绑定，也就是将域名和IP地址相互映射，这就是DNS的工作范畴。
让我们看一下我们访问网址时，电脑都做了什么：

1. 如果你的电脑配置了Host文件，电脑会优先查询Host文件是否有对应的记录，如果有，直接拿到该记录的IP就结束。
2. 如果Hsot文件没有该记录，电脑会看是否设置域名服务器。
   2.1 如果没有设置的话，浏览器会直接报错，域名无法解析。
   2.2 如果设置了，电脑会向该域名服务器发送域名查询的请求，等待域名服务器的响应。
   2.2.1 如果无回应，域名还是无法解析。
   2.2.2 如果回应了，可以根据根据域名服务器的应答信息，得到该ip地址。

所以，通常我们在访问网站时，先去的是域名服务器，用我们输入的网址兑换出来相应的数字ip地址，然后才是去访问这个ip地址的。

网络地址是找到了，但是应用程序呢，电脑上有很多应用程序的，我们仅仅通过ip并不能知道我们要访问的是电脑上的哪一个程序。端口出现了：

• 用于区分不同的应用程序
• 端口号的范围为0-65535，其中0-1023未系统的保留端口，我们的程序尽可能别使用这些端口！
• IP地址和端口号组成了Socket，Socket是网络运行程序间双向通信链路的终结点， 是TCP和UDP的基础！
• 常用协议使用的端口：HTTP:80，FTP：21，TELNET：23

3.套接字

套接字（Socket）是TCP/IP网络通信的基本操作单元。不同主机间的双向通信端点，某程序将一段数据写入套接字中，该套接字就会将该数据发送给另一个与之通信的另外一个套接字，就像电话线一样。当然，这一过程所经历的，就是本篇文章一开始讲的那个TCP/IP四层模型。
socket套接字连接的建立过程：服务器监听、客户端请求、连接确认。

4.TCP协议

它是属于数据传输层的。通过Socket套接字建立连接，再通过socket发送/接收数据。
特点：数据传输因建立了连接而显得更为安全可靠，缺点也同样因为连接的建立而产生了过大的开销。

三次握手建立连接：
四次挥手终止连接（终止需要两个端分别主动挥手一次）

5.UDP协议

UDP协议也属于数据传输层，它是不可靠的网络协议，之所以不可靠，是因为他的通信不会建立连接，这可能会导致丢失数据包。但是！ 正因为不建立连接，它的开销会很小，通常用在视频、语音、游戏等场景，这些场景丢包也不会影响全局。

6.HTTP协议

HTTP协议属于应用层。它被设计用于Web浏览器和Web服务器之间的通信，但它也可以用于其他目的。
由这个流程图我们可以看出，HTTP协议是给web浏览器和服务器端看的，浏览器采用这个协议去解析数据，然后再采用TCP协议来建立连接传输数据等。
类似于：应用层（浏览器端）>主机到网络层（物理层）>网络连接层（IP）>数据传输层>应用层（服务器端）

Servlet

初学者注意，重点来了！！！
Servlet是Java应用程序，它由Web服务器进行加载。
上面我们已经说到了，网站应用层大部分使用的是HTTP、HTTPS协议，而这些协议是作用在web浏览器和web服务器上的（web服务器与HTTP协议相匹配），servlet又是由web服务器加载的。所以通信采用HTTP协议能够与web服务器交流，web服务器再与内部加载的servlet交流，进而就进入了我们的java程序。当然servlet的运行需要java虚拟机的支持。

servlet与socket：socket的作用是数据传输io，而servlet在此基础上增加了协议支持。servlet可以看做是web容器运行的一部分逻辑(请求和响应，执行完servlet.service方法后，由容器传递给socket类的outputstream，完成相关操作)。也就是说我们在应用层使用的是servlet，之后web容器还是会在基础层级去使用socket套接字的。

Servlet声明周期：首先加载servlet的class，实例化servlet，然后初始化servlet调用init()的方法，接着调用服务的service的方法处理doGet和doPost方法，最后容器关闭时候调用destroy 销毁方法。

 - init();  //仅执行一次，在服务器载入servlet时执行或第一次访问时执行，servlet是由容器（如tomcat）创建的
 - service(); //Servlet每次处理请求时都会调用service()方法，内部会调用相应的doGet(); doPost();等，所以在我们覆写时通常覆写的都是这两个方法
 - destroy(); //仅执行一次，在服务器卸装servlet时执行

服务器每次收到对servlet的请求都会产生一个新的线程，调用service()方法。