基本网络概念（Java网络编程）

来源：互联网发布：淘宝商标侵权投诉编辑：程序博客网时间：2024/05/01 05:01

基本网络概念

标准TCP/IP4层体系结构

应用程序如Internet Explorer运行在应用层，只与传输层对话。传输层只与应用层和网际层对话。网际层则只与主机网络层和传输层对话，绝不直接与应用层对话。主机网络层通过线缆、光纤或其他媒介将数据移动到远程系统的主机网络层，然后再通过上述各层逐级上移到远程系统的应用层。
应用层：Web浏览器向Web服务器发送获取网页的请求
传输层：将请求分解为TCP片，向数据添加序号和校验和
网际层：将片根据本地网络所需的大小分成IP数据报
主机网络层：将数字数据编码为适合特定网络媒体的模拟信号，将请求发送到线缆
远程主机网络层：从线缆上读取请求，将模拟信号解码为数字数据
远程网际层：检查IP数据报是否被破坏，如果被分片则重组数据
远程传输层：检查是否所有的数据都已到达，对于丢失或破坏的部分要求重传。接收到足够的连续顺序数据报，就重组写入一个流
远程应用层：读取流

主机网络层(host-to-work layer)

网际层(internet layer)

在OSI模型中，称为网络层
定义了数据位和字节如何组织为更大的分组，称为包，还定义了不同计算机彼此寻址的模式
网际协议(IP)是世界上使用最为广泛的网络层协议
包中通过网际层发送的数据称为数据包(datagram)。每个IP数据报包含一个长度为20至60字节的首部，以及一个包含多达65515字节数据的有效载荷(payload)。

传输层(transport layer)

负责确保各包以发送时的顺序接收，保证没有数据丢失或破坏
为此，IP网络会给每个数据报添加包含有更多信息的附加首部。
这一层上，主要有两个协议： 1.传输控制协议(TCP, Transmission Control Protocol)，支持对丢失或破坏的数据进行重传，以及按照发送时的顺序进行传送。 2.用户数据报协议(UDP, User Datagram Protocol)，它允许接收方检测被破坏的包，但不保证这些包以正确的顺序传送（或可能根本不传送）。 UDP通常比TCP快。TCP称为可靠协议，UDP称为不可靠协议。

应用层(application layer)

IP使得任意两点之间有多个路由，可以绕过损坏的路由器实现数据包的路由
TCP位于IP层上方，能够让连接的两端确认IP包的接收，请求重传丢失或被破坏的包。同时允许接收端的包以发送时的顺序重新组合在一起。
UDP可以用于数据的顺序不很重要，而且单个包的丢失不会完全破坏数据流的情境下。
可以在IP上运行很多其他协议，最常使用的是ICMP，网际控制消息协议(Internet Control Message Protocol)，它使用原始IP数据报在主机之间传递错误消息。在此协议上最著名的应用是ping程序。
Java只支持TCP和UDP。

IP地址和域名

IPv4采用点分四段(dotted quad)格式，如192.1.32.90。每个数字都是一个无符号字节，范围从0到255.
IPv6谢伟冒号分隔的8个区块，每个区块是4个十六进制数字，如FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210。两个冒号表示多个0区块，但每个地址中至多出现一次。如。FEDC:0000:0000:0000:00DC:0000:7076:0010可以写成FEDC::DC:0:7076:10.
在IPv4和IPv6的混合网络中，IPv6的最后4个字节有时写成IPv4的点分四段地址。如，FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:7654:3210可以写成FEDC:BA98:7654:3210:FEDC:BA98:118.84.50.16。

端口(port)

Internet地址分类

C类：指明地址的前3个字节，如199.1.32。允许有254个单独的地址空间，从199.1.32.1到199.1.32.254.(最后一个字节为0或255的地址为保留地址，不分配给主机)
B类：只指定前2个字节，如167.1.B类地址有65024个不同的主机空间(256*254)。
A类：只指定地址范围的第一个字节，因此有超过1600万个节点空间。
在A类和B类或B类和C类之间，没有其他大小的块。这样会浪费很多地址。为有效地分配有限的地址空间，人们发明了无类别域间路由(CIDR, Classless Inter-Domain Routing)。CIDR使用基于一定数量的前缀位的寻址模式。前缀写作/nn，/nn指定地址中网络部分位数的两位数，”/”后面的数组表示确定的前缀位数。”/24”确定了地址前24位，留下8位用于区分各个节点，允许有256个节点。实际中，可能遇到的最小网络是”/28”，只留下4位用于区别本地节点。

网络地址转换

出于安全性和地址空间保护的原因，许多较小的网络，如家庭网络，使用了网络地址转换(NAT, network address translation)。
一个较小的网络可能只有一个外部地址，216.254.8.72.但其中有十几个不同的计算机。可以为及其分配了非路由块192.168.254.xxx中的不同地址。当连接到Internet时，必须通过路由器将内部地址转为外部地址。

防火墙(firewall)

代理服务器(proxy server)

被防火墙阻止连接外部网络的机器，可以请求本地代理服务器的Web页面，而不是直接请求远程Web服务器的Web页面。然后代理服务器会请求Web服务器的页面，将响应转发给最初发出请求的机器。使用代理服务器可以使攻击进入内部网络更加困难。
防火墙一般工作于传输层或网际层，而代理服务器通常作用在应用层。
代理服务器还可以用于本地缓存(local caching)。当请求Web服务器的文件时，代理服务器首先查看文件是否已缓存。如果文件在缓存中，那么代理服务器将提供缓存的文件，而不是Internet上的文件。这个模式可以显著地降低Internet连接的负担，大大提高响应时间。

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