张小飞的Java之路——第四十六章——网络编程基础
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诸小亮：关于网络你了解多少？
张小飞：是 网线、交换机、路由器这些？
诸小亮：你说的这些是网络设备，属于硬件
张小飞：那，什么是网络？
诸小亮：网络——将多个计算机及设备利用线路连接起来，互相传递数据、共享硬件/软件等
张小飞：原来是这样，不过，怎么突然说起这个了？
诸小亮：因为今天我们要学习——网络编程
- 网络编程：就是通信编程，可以实现两台电脑之间的互相通信，比如：QQ、微信、钉钉等
张小飞：您的意思是，学会后就能做出像QQ、微信的软件？
诸小亮：是的，不过需要学的非常深，我们今天只是介绍一些基础
网络模型
OSI
诸小亮：来，了解一下 OSI——网络参考模型
张小飞：这是什么东西？
诸小亮：网络设备之间关系非常复杂，所以制定协议时，把它一层层的分解，然后再结合使用，比如：
张小飞：没想到，两个电脑之间通信竟然这么复杂
诸小亮：没关系，我们只是了解额一下就行了，下面是关于各个层的介绍
OSI：全称 Open System Interconnection，这是一种网络参考模型
- 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
- 比特流：就是把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：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。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，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）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。这一层数据叫做段
- 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）。
- 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）
- 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
- 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）
- 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（可以理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西．就是终端应用）
TCP/IP
张小飞：TCP/IP是什么？
诸小亮：这是参考 OSI 创造出的比较简单的通信模型，只有 4 层，比如：
诸小亮：我们学习网络编程，主要关注：传输层
张小飞：了解
通讯要素
诸小亮：接着了解一些——通讯要素
IP地址
诸小亮：第一个，IP地址
- IP：网络设备的唯一标识，比如：127.0.0.1
- QQ发送的消息能够正确的找到目的电脑，全是因为IP的存在
张小飞：127.0.0.1 就是 IP 吗？
诸小亮：是的，127.0.0.1 这种 4 段数字的 IP 地址称为：IPv4
张小飞：我听说还有 IPV6 地址？
诸小亮：哦？可以啊，你说的不错，因为世界上 IPv4 地址已经用尽，IPv6是下一代IP地址
- IPv6：其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址
张小飞：IP地址还能用尽？
诸小亮：IPV4地址有 4 段，每段的最大值是 255，所以最多有 255255255*255 个IP
张小飞：您的意思是世界上电脑已经超过这个数量了？我觉得不止吧
诸小亮：当然不止，255255255*255 是公网 IP 的数量
现代网络中，很多设备都是通过NAT（网络地址转换）技术来共享一个公网IP地址的
NAT可以将一个公网IP地址映射到多个私有IP地址，从而实现多台计算机通过同一公网IP地址访问互联网
另外，在IPv6协议被广泛部署之后，IPv6地址空间的范围得到了极大的扩展，IPv6地址总数约为2^128个，
相比IPv4的地址数目巨大得多，这基本上解决了在未来互联网中可能出现的IP地址用尽的问题
张小飞：明白了，那，我们是用 IPV6 进行通讯吗？
诸小亮：不是的，我们学习还是以 IPV4 为主
张小飞：好的
InetAddress
诸小亮：Java中使用 **InetAddress **类描述 IP地址，也可以通过这个类获取本机IP，比如：
public static void main(String[] args) throws IOException {
//简单演示：获取本机IP地址
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);
// System.out.println(localHost.getHostAddress());//获取IP
// System.out.println(localHost.getHostName());//获主机名
//获取本机回环地址
InetAddress loopbackAddress = InetAddress.getLoopbackAddress();
System.out.println(loopbackAddress);
}
结果：
张小飞：USER-20220910PD 和 localhost 是什么东西？
诸小亮：这俩都是主机名称，你可以认为是电脑名
张小飞：那，我们电脑上有两个IP地址？
诸小亮：不错，一个电脑可以有多个IP，是没问题的
- 127.0.0.1 比较特殊，是本地回环地址，每个电脑都有这个地址，只能在本机使用，一般用于软件测试
- 192.168.124.1 是对外通讯的 IP 地址
张小飞：我的 IP 是 192.168.124.101
诸小亮：嗯，我们两个的电脑连接的是同一个路由器，所以处于同一个网段，也可以互相通讯，稍后会演示
DNS
诸小亮：下面了解一下——DNS
张小飞：这个是？？？
诸小亮：我们说过电脑都是通过IP通讯的，但为什么浏览器访问www.baidu.com，会出现一个百度的页面？
张小飞：对啊，为什么？
诸小亮：看下面
电脑之间通信需要知道对方的 IP 地址，但是 IP 地址都是数字不好记，所以就利用域名代替 IP
IP 和 域名 有对应关系，这个对应关系存放在DNS服务器中
张小飞：原来是这样，那百度的 IP 是多少？
诸小亮：打开命令行，执行：ping www.baidu.com，你就可以看到了
张小飞：明白了，不过，您说的 DNS 服务器是在哪儿的？
诸小亮：就存在于我们的互联网之中，只要你接入互联网都会自动访问 DNS 服务器
其实我们访问www.baidu.com，其流程是这样的
张小飞：原来如此，明白了
诸小亮：其实，我们本地也可以存储 域名和IP 的对饮关系，
编辑：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 文件，比如：
再次访问：
张小飞：这是为什么？
诸小亮：在命令行中，执行：ping www.baidu.com，你就明白了
张小飞：明白了，在 hosts 文件中配置映射关系后，就通过 hosts 找域名对应的IP了
诸小亮：不错，如果百度网页还是可以访问，在命令行下执行：ipconfig /flushdns
张小飞：不是不能访问，而是我的 hosts 文件就不能编辑
诸小亮：如果hosts文件不能编辑，可能因为它是只读模式
端口
张小飞：微信好友发送的消息，为什么是被微信这个软件展示出来，而不是其他软件？
诸小亮：因为**端口号，**每个通信软件都监听着电脑上的端口号，
其他电脑发送数据到本机对应的端口，就能被对应的软件收到
诸小亮：如果把电脑比作一栋楼，那么端口就是几层几号
张小飞：明白，不过电脑有多少个端口号？
诸小亮：一台电脑共有：065535个有效端口，其中01024是系统保留端口，留给操作系统使用
数据传输协议
张小飞：数据传输协议是什么？OSI？
诸小亮：不是的，数据传输的规则，发送方根据规则包装数据，接收方根据规则解析数据
张小飞：明白
诸小亮：常见协议——TCP、UDP
张小飞：可以简单的理解为暗号吗？比如：三长两短、芝麻开门
诸小亮：额。。。。，也可以这样理解，不过真正的协议麻烦一些，比如：
TCP
需要两台电脑建立连接，形成数据通道
在连接中进行大数据量传输
因为必须建立连接，所以效率低，但安全性高
比如：打电话
UDP
不需要建立连接，封装数据包，大小限制在64K以内
不可靠，安全性差，但速度快
就是发，对方是否接到，咱不管，比如：村里的喇叭