Java 之 网络编程基础

一、软件结构

　　C/S 结构：全称为 Client/Server 结构，是指客户端和服务器结构。常见的程序有微信，QQ，迅雷等软件。

　　

　　B/S 结构：全称 Brower/Server 结构，是指浏览器和服务器结构，常见的浏览器有谷歌，火狐，IE 等。

　　

　　以上两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。

二、网络通信协议

　　网络通信协议

　　　　通信协议是对计算机必须遵守的规则，只有遵守这些规则，计算机之间才能进行通信。这些协议好比交通规则一样。

　　　　协议中对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守，最终完成数据交换。

　　TCP/IP 协议

　　　　传输控制协议/因特网互联协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol ），是 Internet 最基本、最广泛的协议。

　　　　它定义了计算机如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准，它的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议，并采用了四层的分层模型，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。

　　

三、协议分类

　　通信的协议还是比较复杂的，java.net 包中包含的类和接口，它们提供层次的通信细节。可以直接使用这些类和接口，来专注于网络程序开发，而不用考虑通信的细节。

　　java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：

　　　　TCP：

　　　　　　传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。

　　　　　　TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。

　　　　　　三次握手： TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠

• • • 第一次握手：客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
    • 第二次握手：服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求
    • 第三次握手：客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示

　　　　　　 

　　　　　　完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可
以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛，例如下载文件、浏览网页等。

　　　　UDP：

　　　　　　用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。

　　　　　　传输数据时，不需要建立连接，不管对方端服务是否启动，直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中，直接发送。每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议，因为无连接，所以传输速度快，但是容易丢失数据。日常应用中,例如视频会议、QQ聊天等。

四、网络编程三要素

　　1、协议

　　　　　协议：计算机网络通信必须遵守的规则。

　　2、IP地址

　　　　　IP地址：指互联网协议地址（Internet Protocol Address ），俗称IP。

　　　　　IP地址用来给一个网络中的计算机设置做唯一的编号。

　　　　　IP 地址分类：

• • • 　IPv4：是一个32位的二进制数，通常被分为4个字节，表示成 a.b.c.d 的形式，例如 192.168.65.100 。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数，那么最多可以表示42亿个。
    • IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源有限，使得IP的分配越发紧张。有资料显示，全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。

　　　　　　为了扩大地址空间，拟通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进 制数，表示成 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ，号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网
址，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

　　　　　常用命令

　　　　　　① 查看本机 IP 地址，在控制台输入：

ipconfig

　　　　　　② 检查网络是否连通，在控制台输入：

ping 空格 IP地址
ing 220.181.57.216

　　　　　特殊的 IP 地址

　　　　　　本机IP地址：127.0.0.1、localhost 。

　　3、端口号

　　　　网络的通信，本质上是两个进程（应用程序）的通信。每台计算机都有很多的进程，那么在网络通信时，如何区分这些进程呢？

　　　　如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的进程（应用程序）了。

　　　　端口号：用两个字节表示的整数，它的取值范围是 0~65535。其中，0-1023 之间的端口号用于一些知名的服务和应用。，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会
导致当前程序启动失败。

　　　　  利用 协议 + IP地址 + 端口号 三元组合，就可以标识网络中的进程了，那么进程间的通信就可以利用这个标识与其
它进程进行交互。