JavaEE——网络初识 (简单介绍两种协议以及网络通信的基础概念)

一、简单了解网络发展

总的来讲，网络的发展史就是，先是一小部分的计算机之间连接通信，随着技术发展，逐渐扩大范围，形成了我们当前使用的互联网。在这之中，最主要的改变就是网络组建的方式。

1. 局域网组建

• 基于集线器组建
  

• 基于交换机组建
  
  只是组建局域网(不能跨局域网)

• 以路由器组建
  
  路由器将多个局域网进行联系。

2. 广域网组建

广域网，即 Wide Area Network ，简称 WAN。

通过路由器，将多个局域网连接起来，在物理层面上组成大范围的网络，就形成了广域网。广域网中的局域网都属于子网。 如图：

二、网络通信基础认识

1. IP 地址
   简单来讲就是用来定为主机的网络地址。

2. 端口号
   标识一个具体的应用程序，格式为(0 - 65535)之间的数字。

3. 认识协议
   概念： 通俗来讲，就是通信双方进行的一种约定。通过这个约定，让双方互相理解对方的含义。

对于网络通信，是一个比较复杂的事情，需求的场景复杂了，实现的功能也就会复杂。因此，在实际情况中，会将这些庞大，繁杂的协议拆分成相对简单较小的协议，再将这些小的协议分层整合进行使用。

在当前互联网世界，分层方式大致分为两种：

1. OSI 七层网络模型
   因为该网络模型既复杂有不实用，所以在这里就简单了解一下即可。
   

2. TCP/IP 五层网络模型

如上图所示，越往下层，越接近硬件设备，越往上越接近用户。
在这里我们要明白一点，上层协议要调用下层协议，下层协议要给上层协议提供服务。

解释每层模型的含义

• 物理层： 约定了网络通信中的基础硬件设备是什么样。
  例如：通信使用的 网口 网线 的规格。

• 数据链路层： 主要负责两个相邻两个节点之间具体如何传输。(就像是在网上买了一件快递，商家发货)

• 网络层： 主要负责路径的规划，信息传输走那条路合适。(快递在运输时，快递公司考虑沿着那条路走)

• 传输层： 只关心起点和终点，不在乎之间的过程。

• 用户层： 应用程序描述出传递的数据，用户如何进行使用。

三、利用UDP举例解释网络信息传输

发送方

假设编写 hello 字符串，以qq这个引用程序进行发送。

1. 应用层

如上图所示，用户在应用层生成了一个数据报，程序通过调用操作系统 api 将应用层数据传递给传输层。

这里的 应用层数据报 本质上就是一个遵守了约定格式的字符串。

2. 传输层(进入操作系统内核)

在传输层中，需要将上面传输下来的应用层数据报 构造成 传输层数据报。

在传输层使用到的协议，最知名的就是 UDP 和 TCP 。假设此处构造 UDP 数据报。

如上图所示：此处就像是字符串拼接一样，将报头和后面的数据拼接在一起。

这里的 “报头” 就是一个标签，通过该标签表示出当前需要将数据怎样传输。

最后，传输层将这个 UDP数据报 传递给网络层。

3. 网络层

通过知名协议 IP 协议。IP 协议基于上述的数据报，打包成为一个 IP 数据报。

同样的，这里的 IP报头 也是相当于一个字符串。包含着核心信息：源IP 和 目的 IP。

在这里，我们还需要了解一个重点概念
一次通信中，基础的五元组。

形象的用一句话来解释就是，如下图：

网络层数据报构建好后，进一步交给 数据链路层。

4. 数据链路层

这里又有一个知名协议 “以太网” 。基于上述数据，这里要将以太网数据再次打包为 “以太网数据帧”。

如上图所示，之后再将数据往下传输，交给物理层。

5. 物理层

将上述二进制数据转换成 电/光 信号，此时就真正的将数据发送出去。

接收方

在这里接收方的工作就是将上面发送方产生的数据报，依次按不同协议层进行拆解，最终传递到应用层，显示到用户界面上。(在这里就不进行过多的解释)

总结： “封装分用”
总的来讲，在网络传输中，自上而下，从应用层到物理层，称之为 “封装”。
自下而上，从物理层到应用层，称之为“分用”。