【JavaEE初阶】入门视角-网络原理的基础理论的了解

1.网络的发展史

1.1独立模式

图片如下：

独立模式：所谓的独立模式就是计算机之间是相互独立的状态，但是这种状态效率是非常低的，可以看到这里的其他两位人员要等上一个人员处理完之前才能够进行操作；

1.2网络互连

随着时代的发展，越来越多的计算机需要进行共享数据，和软件来共同完成同一个任务，那么就有了网络互联；

网络互联：即将多台计算机连在一起进行，进行是数据共享；

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

1.3局域网LAN

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,局域网与局域网之间没有链接是不可以进行通信的；

简而言之：局域网就是一个限定区域内进行计算机之间的网络通信

1.常见的局域网组件

（1）基于交换机

图片演示：

这里的交换机就有多个LAN口，就是用来进行多台主机的相连的，以便于在局域网中进行数据的交换；

（2）基于路由器和交换器

图片展示：

可以看到这加了路由器，即路由器的LAN口连接交换机，然后交换机的LAN口连接主机，这样就可实现更多的主机进行相连，然后路由器的WAN口进行连接广域网，网络服务的供应商提供的路线；所以这里的路由器和交换机的交替就形成了网络

1.4广域网WAN

广域网的概念：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。

就是上面的路由器和交换器的组合，“路由器的WAN口进行连接广域网，网络服务的供应商提供的路线”；

作用：使得局域网内的设备能够访问外部网络资源，如浏览网页，下载文件的操作；

2.网络通信基础

2.1IP地址

IP地址：所谓的IP地址就是描述一个设备在网络上的地址；

其实就是我们生活中的地址，就是我们拿快递的位置啦~~~

格式

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节），如： 01100100.00000100.00000101.00000110

但是被表示成点分十进制的方式，例如我的主机IP地址就是：

连接特定的 DNS 后缀 . . . . . . . :
   IPv6 地址 . . . . . . . . . . . . : 2408:8469:59c0:1f3d:b43d:422c:52a7:fd0a
   临时 IPv6 地址. . . . . . . . . . : 2408:8469:59c0:1f3d:9c11:9369:bbb7:6d60
   本地链接 IPv6 地址. . . . . . . . : fe80::d7cd:504c:1a3b:512e%18
   IPv4 地址 . . . . . . . . . . . . : 192.168.153.241
   子网掩码  . . . . . . . . . . . . : 255.255.255.0
   默认网关. . . . . . . . . . . . . : fe80::dc5f:72ff:fe42:4460%18
                                       192.168.153.125

注意：字节的的范围是在0-255之间哦~~~

问题:在日常的生活中，快递小哥送快递到我生活的的地址后，那咋办来找到我？？，这就可以进行打电话的方式来找到我；此时在网络中也是一样的，那么对比与电话，这里叫端口

2.2端口号

端口号：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。

例如：在主机中有很多的程序，当网络来的时候，要进行区分给那个程序，所以每个程序在网络通信中否要有一个自己的端口号；

注意：其实在一个网络通信中涉及到两个IP和两个端口

发件人地址：源IP 发件人电话：源端口 收件人地址：目的IP 收件人电话：目的端口

2.3认识协议

所谓的协议，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。

例如：灯泡的生产存在灯泡本体和灯座，那么生产这两个厂商就要商量协议，两个组件的款式一样

三个过程：

语法：即数据与控制信息的结构或格式； 语义：即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应； 时序：即事件实现顺序的详细说明。

协议（protocol）最终体现为在网络上传输的数据包的格式

2.4五元组

五元组的组成

1. 源IP：标识源主机 2. 源端口号：标识源主机中该次通信发送数据的进程 3. 目的IP：标识目的主机 4. 目的端口号：标识目的主机中该次通信接收数据的进程 5. 协议号：标识发送进程和接收进程双方约定的数据格式

这边用图片演示一下：

五元组这里就相当于是送快递，那么我们可以在cmd窗口命令中输入netstat -ano查看网络数据创术五元组，展示如下：

 协议  本地地址          外部地址        状态           PID
  
  TCP    127.0.0.1:63213        127.0.0.1:63212        ESTABLISHED     31360
  TCP    192.168.153.243:139    0.0.0.0:0              LISTENING       4
  TCP    192.168.153.243:6881   0.0.0.0:0              LISTENING       31360
  TCP    192.168.153.243:52700  27.44.125.33:8080      ESTABLISHED     25112
  TCP    192.168.153.243:52742  124.70.15.211:21113    ESTABLISHED     31360
  TCP    192.168.153.243:54578  58.144.234.211:443     CLOSE_WAIT      31360

小编这里之列举了一部份~~

2.5协议分层

1.为啥有协议分层

在网络通信的过程中有非常多的问题，如果使用一层协议，那么就会导致显得非常复杂，那么可以将大的协议进行拆分，但是小的协议太多了，所以就引入了分层；

注意：这只能相邻层次之间进行沟通，不能够进行跨阶级，否则就会发生混乱；

2.优点

1.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。

2.由于下层协议进行了封装，那么上层协议直接使用就好了，比了解这个细节

例如：打电话，上到老人，下到小孩，都会使用电话；

3.某层协议进行替换，对于其他协议层没有影响

例如：这里的某层换成了英语对话，还是含有对话对其他协议层都没有影响

以上就是协议分层的好处咯~~~

2.OSI七层网络协议

OSI 七层协议分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 物理层传输比特流；数据链路层传送帧；网络层负责分组传输与路由；传输层确保端到端通信；会话层管理会话；表示层处理数据表示；应用层提供网络服务。

但是这里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，所以一般用TCP协议

3.TCP/IP五层（或四层）模型

应用层：负责应用程序间沟通，即程序拿到数据过后，要干啥解决什么问题

传输层：负责两台主机之间的数据传输，即关注网络数据包的起点和终点，即端到端的传输

网络层：负责地址管理和路由选择，即起点和终点之间要走哪条路（路径规划）

数据链路层：负责两个相邻节点之间的传输，即设备之间的数据帧的传送和识别

物理层：负责光/电信号的传递方式，整个通信过程中的硬件设备；

注意：路由器工作在网络层，交换机工作在数据链路层；我们后面的网络编程就是在应用层上进行工作；

4.网络设备所在分层

对于一台主机，它的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，也即是TCP/IP五层模型的下四层； 对于一台路由器，它实现了从网络层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下三层； 对于一台交换机，它实现了从数据链路层到物理层，也即是TCP/IP五层模型的下两层； 对于集线器，它只实现了物理层；

5.网络分层对应

网络数据传输时，经过不同的网络节点（主机、路由器）时，网络分层需要对应。

那么在TCP协议分层，对于上述的描述图就如下：

即每个层级之间是通过某个协议来进行连接数据的，而对应的相邻层级之间连接；

3.总结

💬💬本期小编注重讲解了关于网络发展史，包含了独立模式，网络互联，以及比较重要的局域网和广域网这两个重要的知识概念；并且还初识别了网络通信的基础，即什么是IP地址，端口号，以及最重要的协议分层，包括七层协议，和TCP/IP五层协议的基础理解~~~

本期是纯概念性文章，没有代码，主要是带领大家进行网络的初识；

🌅🌅🌅~~~~最后希望与诸君共勉，共同进步！！！

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