【JavaEE初阶】第五节.网络原理之初始

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系列专栏：JavaEE初阶

每日一句：人的一生，可以有所作为的时机只有一次，那就是现在！！！!

前言

1.1 了解独立模式

1.2了解网络互连

1.3了解局域网LAN

1.4了解广域网WAN

二、网络通信基础重要概念

2.1 IP地址

2.2 端口号

2.3 认识协议 (最核心的概念)

2.4 协议分层

2.5 IOS 七层模型

2.6 TCP/IP五层（或四层）模型

三.封装和分用（重点）

总结

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前言

今天我们将进入到有关网络原理的学习当中，我们会接触一些基础的网络原理的知识和通信的基础，这都是我们必须要掌握的内容！！！！

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一、网络的基础知识的了解

1.1 了解独立模式

1）概念：计算机之间相互独立；

2）图示解析：

1.2了解网络互连

概念：将多台计算机连接在一起，完成数据共享。

数据共享本质是网络数据传输，即计算机之间通过网络来传输数据，也称为网络通信。

根据网络互连的规模不同，可以划分为局域网和广域网。

1.3了解局域网LAN

1）概念：

局域网，即 Local Area Network，简称LAN。

Local 即标识了局域网是本地，局部组建的一种私有网络。

局域网内的主机之间能方便的进行网络通信，又称为内网；

局域网和局域网之间在没有连接的情况下， 是无法通信的。

2）局域网组建网络的方式分类

（1）基于网线直连

                                                                                                                                                                                                       

（2）基于集线器组建

                                                                                                                                                                                                       

（3）基于交换机组建：

                                                                                                                                                                                                        

（4）基于交换机和路由器组建：

注意：

 

                                                                                                                                                                                                      

交换机和路由器的概念：

交换机：是把多个机器连接到了一个局域网当中；

路由器:   是连接了多个局域网；

图示说明：

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交换机和路由器的功能都是用来组建局域网的；

交换机和路由器的区别：

交换机是工作在数据链路层；

路由器是工作在网络层；

 集线器的概念：

1.4了解广域网WAN

1）概念：

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，在物理上组成很大范围的网络，就形成了广域网。

广域网内部的局域网都属于其子网。

二、网络通信基础重要概念

2.1 IP地址

1）概念：

ip地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说，ip地址用于定位主机的网络地址 。

2）举例说明：

就像我们发送快递一样，需要知道对方的收货地址，快递员才能将包裹送到目的地。

3）格式：

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2.2 端口号

1）概念：

在网络通信中，ip 地址用于标识主机网络地址，端口号可以标识主机中发送数据、接收数据的进程。简 单说：端口号用于定位主机中的进程 。

2）举例说明：

类似发送快递时，不光需要指定收货地址（ip 地址），还需要指定收货人（端口号）。

3）格式：

端口号是0~65535范围的数字，在网络通信中，进程可以通过绑定一个端口号，来发送及接收网络数据。

4）注意事项:

两个不同的进程，不能绑定同一个端口号，但一个进程可以绑定多个端口号。

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了解:

一个进程启动后，系统会随机分配一个端口(启动端口)

程序代码中，进行网络编程时，需要绑定端口号（收发数据的端口）来发送、接收数据。

进程绑定一个端口号后，fork一个子进程，可以实现多个进程绑定一个端口号，但不同的进程不能绑定同一个端口号。

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2.3 认识协议 (最核心的概念)

1）概念:

网络协议的简称;网络协议是网络通信（即网络数据传输）经过的所有网络设备都必须共同遵从 的一组约定、规则。

如怎么样建立连接、怎么样互相识别等。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互 通信交流。

通常由三要素组成:

协议（RTQVQEQN ）最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

2）作用 ：

为什么需要协议？

就好比见网友，彼此协商胸口插支玫瑰花见面，这就是一种提前的约定，也可以称之为协议。

                                                                                                                                                                                                     

 

2.4 协议分层

1）为什么要协议分层：

2） 概念:

3）两种分层方式： 

 注意：

4）作用：

分层最大的好处，类似于面向接口编程：定义好两层间的接口规范，让双方遵循这个规范来对接。

在代码中，类似于定义好一个接口，一方为接口的实现类（提供方，提供服务），一方为接口的使用类

（使用方，使用服务）：

1.对使用方来说：下层协议给上层协议提供服务，上层调用下层协议；（实现上层协议的人，不必考虑下层协议的细节）

2.对提供方来说:解耦合；

图示分析： 

2.5 IOS 七层模型

  1）IOS的定义：

OSI 七层模型既复杂又不实用：所以 OSI 七层模型没有落地、实现。

实际组建网络时，只是以 OSI 七层模型设计中的部分分层，

也即是以下 TCP/IP 五层（或四层）模型来 实现。所以我们重点关注TCP/IP 五层（或四层）模型；

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2.6 TCP/IP五层（或四层）模型

1）概念：

TCP/IP通讯协议采用了5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自己的需求。

2）图示说明：

3）各个层的作用：

举例说明各个层的作用：（加强理解）

 

 可以看作在网上买东西实例来联想分析；

 注意：

只有应用层是我们程序员写代码处理来实现的；

下面的四层是由操作系统，硬件设备处理好了的；

网络编程的主要工作，也就是写应用层的代码，来处理应用层的协议数据；

4）理解应用层和数据链路层

举实例分析：

比如我从西安要回老家东北；我就需要

1.规划路线：

 2.确定好路线后，就要选择交通工具；

注意：

有些资料上面把TCP/IP称为四层协议；

物理层属于硬件范畴；很多时候，就不考虑；我们还是称为5层；

三.封装和分用（重点）

1）概念：

描述了网络是如何传输数据的；

注意：这里的封装和面向对象的封装继承多态不同；

举例说明：

现在有一个主机A和主机B;

主机A给主机B发送了信息hello；

在网络中的体现：

1.应用层的处理;

 应用层数据报：

                                                                                                                                                                                                     

 2.接下来就要把这个数据包给传输层（操作系统内核）

传输层会根据当前使用的传输层协议，给应用层数据报，进行进一步的组装；

                                                                                                                                                                                                     

3.继续把这个报头发送给网络层；

网络层，主要使用的是ip协议，再进一步的组装；

所谓的加上报头，本质就是“字符串的拼接” 

                                                                                                                                                                                                    

4.这个数据组合好，再交给数据链路层；

数据链路层，比如使用以太网再进一步进行组装；

此时就构成了一个以太网数据帧； 

                                                                                                                                                                                                     

5.再把这些数据交给物理层；

物理层拿到后就把这些二进制序列转化为光信号和电信号；

把光电信号发送出去即可；

上述从上到下，依次添加报头的过程；就叫做封装；

2）分用的概念；

当主机B收到上述数据的时候，就是封装的“逆过程”；就叫分用；

举例说明：

 1.物理层;

2.数据链路层；

3.网络层；

4.传输层；

 5.应用层；

 上述过程也就体现了网路通信的过程中，各个层次之间是如何工作的；

经典的路由器，是封装分用到网路层；

经典的交换机，是封装分用到数据链路层；    

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总结

今天我们学习了有关计算机网络中网络原理的一些基础的内容，让我们对计算机网络有了一定认识；认识到了一些基础的概念等等；下一节内容我们将更加深入的了解网络编程的实现；对网络编程有更加完善的学习！！！！！！！！！！！！！