Java EE 网络之网络初识

文章目录

  • 1. 网络发展史
    • 1.1 独立模式
    • 1.2 网络互连
    • 1.3 局域网 LAN
    • 1.4 广域网 WAN
  • 2. 网络通信基础
    • 2.1 IP 地址
    • 2.2 端口号
    • 2.3 认识协议
    • 2.4 五元组
    • 2.5 协议分层
      • 2.5.1 什么是协议分层
      • 2.5.2 分层的作用
      • 2.5.3 OSI七层协议
      • 2.5.4 TCP/IP五层协议
      • 2.5.5 网络设备所在分层
    • 2.6 分装和分用

1. 网络发展史

1.1 独立模式

独立模式:计算机之间相互独立

1.2 网络互连

随着时代的发展,越来越需要计算机之间互相通信,共享软件和数据,即以多个计算机协同工作来完成业务,就有了网络互连。

网络互连: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 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;局域网和局域网之间在没有连接的情况下,是无法通信的。

局域网组建网络的方式有很多种:
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

1.4 广域网 WAN

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。

2. 网络通信基础

网络互联的目的是进行网络通信,也是网络数据传输,更具体一点,是网络主机中的不同进程间,基于网络传输数据

那么,在组建的网络中,如何砍断到底是从那太主机传来的呢?

接下来我们就认识一下通信的基础知识

2.1 IP 地址

概念:
IP 地址,描述了一个设备,在网络上的地址
简单说,IP地址用于定位主机的⽹络地址


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

通常⽤“点分⼗进制”的⽅式来表示,即 a.b.c.d 的形式(a,b,c,d都是0~255之间的⼗进制整数)
如:100.4.5.6

2.2 端口号

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:端口号⽤于区分知己上不同的应用程序


格式:
端口号是0~65535范围的数字(两个字节),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

不同的程序就可以关联/绑定到不同的端口号
一个端口号只能被一个程序绑定,但是一个程序可以绑定多个端口


0 一般不使用

1 - 1023 这个范围的端口,系统留作特殊用途,我们一般写的长须不应该占用
这是知名端口号,留给一些比较创建的服务器程序使用
22 -> ssh
23 -> telnet
80 -> http
443 -> https


实际的通信过程中,IP 的 端口 往往是“一对”

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)

在这里插入图片描述

2.3 认识协议

网络 本质是通过 光/电 信号来传输数据
比如,低电平表示 1,高电平表示 0;高平光信号表示 1,低频光信号表示 0

协议就是一种约定,约定了通信双方按照啥样的方式来传递数据

协议,就只是单纯的约定,并不会很复杂的
由于网络通信的世界中,遇到的场景/问题往往比较棘手,确实有一些网络协议是比较复杂的

2.4 五元组

五元组是一次通信过程中必不可少的信息

  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

2.5 协议分层

2.5.1 什么是协议分层

在平时写代码中,如果一个代码越写越多,越写越复杂,往往需要把代码给拆分成多个部分

拆分之后能够更好的理解

网络通信的场景会比较复杂,有很多问题需要通过协议来进行解决
如果搞一个大的协议来解决所有问题,此时这个协议就会非常庞大,非常复杂就不利于人们去学习和理解.
相比之下,也可以把大的协议,拆分成多个小的协议,让每个小的协议只专注于做一小块事情
使每个小的协议,都不会太复杂 ( 化繁为简 )

由于网络通信实在太复杂,拆分就拆出来太多的小的协议,这么多小的协议也就不好管理了,就需要对协议进行分层了

所谓分层,就是按照协议的定位/作用 进行分类
并且约定了不同层次之间的“调用关系”
“上层协议,调用下层协议”
“下层协议给上层协议提供支持”
此时,这么多协议就不容易混乱


2.5.2 分层的作用

  1. 协议分层之后,上层和下层 彼此之间就进行了封装
    使用上层协议,不必过多关注下层
    使用下层协议,不必过多关注上层
    大大降低了使用者的使用成本
    在这里插入图片描述
  2. 每一层协议都可以根据需要灵活替换
    在这里插入图片描述

2.5.3 OSI七层协议

仅仅出现在教科书中
OSI:即Open System Interconnection,开放系统互连
• OSI 七层⽹络模型是⼀个逻辑上的定义和规范:把⽹络从逻辑上分为了7层
• OSI 七层模型是⼀种框架性的设计⽅法,其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.5.4 TCP/IP五层协议

是 OSI 七层模型的简化版本
在这里插入图片描述
下面四层叫法可能有差异,但是具体还是一样的

  1. 物理层:描述的是网络通信的硬件设备
    好比 基础设施:公路、铁路
    比如使用的网线,光纤是什么规格
  2. 数据链路层:两个相邻节点之间的数据传输情况
  3. 网络层:进行路径规划
  4. 传输层:关注起点和终点
  5. 应用层:应用程序 如何使用这个数据(程序员最需要关注的一点)

有些资料会说“TCP/IP 四层协议”
是因为这里没有算物理层
(物理层偏硬件,我们大部分关注的是软件)


在这里插入图片描述
在这图的侧面,是这五层在操作系统中的应用

  1. 应用层,就是对应到应用程序(我们代码写的软件)
  2. 操作系统的内核(传输层和网络层)
    这里的内容是线程的,不需要手动写
  3. 驱动程序 + 硬件

2.5.5 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
(交换机的作用,是针对路由器的端口进行扩展,路由器上的端口可能有限,不够用)
• 对于集线器,它只实现了物理层
(在物理层,把网线一分为二)

注意 我们这⾥说的是传统意义上的交换机和路由器,也称为⼆层交换机(工作在TCP/IP五层模型的下两层)、三层路由器(工作在TCP/IP五层模型的下三层)

随着现在⽹络设备技术的不断发展,也出现了很多3层或4层交换机,4层路由器
甚至说一些高端的交换机,也有路由器公共
另一方面,路由器见换机可能还会支持一些更复杂的操作,甚至可能会在传输层或者应用层

2.6 分装和分用

分装和分用,描述了网络通信过程中,基本的数据传输流程


举个栗子:
考虑 A 通过 QQ 把 hello 传递给 B

发送方:

  1. 应用层
    QQ 应用程序,QQ 就会把用户输入的“hello”,打包成一个应用层的数据报(这个数据报的格式,只有QQ 的程序员知道)
    假如:
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    这四个字段,使用‘,’来分割
    这里就构成了一个简单的应用层数据报(字符串拼接)
    上述描述的规则,就是此处我们约定的应用层协议
    具体是用几个字段,字段的顺序如何,使用什么符号分隔
    都是可以灵活调整的.
    (应用层协议,往往是根据具体的场景,具体的需要,由程序员自主决定的)
    这样就可以把应用层数据报,通过操作系统的 api ,把数据交个 传输层
  2. 传输层
    就要对刚才的应用层数据,在进行打包,编程传输层的数据报
    这里的打包过程,本质上还是“字符串拼接”
    把刚才的应用层数据,基础上拼接上传输层的报头
    (传输层典型的协议,TCP,UDP)
    在这里插入图片描述
    一个数据报 = 报头 + 载荷(也是字符串的拼接)
    UDP 报头其实是一组二进制数据
    UDP 报头中最关键的信息就是“源端口” 和 “目的端口
    进行封装的过程,就是给数据增加更多的“辅助信息”的过程
    传输层数据报搞好了之后,这个数据又会进一步的交给网络层
  3. 网络层
    网络层最重要的协议,是 IP 协议
    在这里插入图片描述
    IP 报头里面包含很多重要的属性,其中最重要的属性就是 源 IP 和 目的 IP
    网络层的数据打包好了之后,继续把数据交给“数据链路层”再来进一步打包
  4. 数据链路层
    最重要的是 以太网
    在这里插入图片描述
    以太网报头中,包含的最重要的信息就是 源 mac 地址,目的 mac 地址
    这两个地址也是用来描述一个设备在网络上的地址的
    再把这个数据交给物理层
  5. 物理层
    把上述数据,转换成 2 进制 的 0 1 序列
    通过光信号/电信号进行传输

从上层协议到下层协议,层层给数据报添加报头
这个过程称为:封装

数据发送出去之后,就会经过一系列的交换机和路由器进行转发
A 和 B 一般来说不是直接网线连接的,中间还要经过很多的交换机/路由器设备进行转发

当数据到达 B 这里之后,B 就要针对上述数据进行“分用”
(针对上述数据进行层层的解析)

接收方:

  1. 物理层
    拿到光电信号 之后 转化为二进制数据,进一步得到以太网数据报
    这个数据要交给数据链路层对应的协议处理

  2. 数据链路层
    通过以太网协议,针对以太网数据报进行解析
    这个解析过程就会解析出 报头 和 报尾,以及中间的载荷
    把载荷部分,进一步的再交给网络层的协议来处理
    在这里插入图片描述

  3. 网络层
    IP 协议,再进一步的准对网络层数据报进行解析,去掉报头,拿到载荷,再进一把载荷数据交个上层(传输层)
    在这里插入图片描述

  4. 传输层
    此处使用 UDP 协议,针对这个数据报进行解析,拿到载荷,去掉报头,把载荷数据进一步的交给上层(应用层)
    根据端口号来区分把数据交个哪个应用程序
    在这里插入图片描述

  5. 应用层
    把上述数据根据端口号,交给 QQ 这个程序
    在这里插入图片描述
    QQ 这个程序就要进一步解析这里的数据,这个解析过程也就是按照前面程序员自定义的应用层协议来展开的
    此时,取出 hello 最终显示到界面上即可

数据报在网络中间还会经历一定的转发过程

如果经过路由器:就会封装分用到网络层
路由器解析到网络层,拿到 IP 地址,决定进一步如何传输
下一步传输的时候,又会重新经过网络层,数据链路层和物理层的封装

如果经过交换机:就会封装分用到数据链路层

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/219341.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

【AI基础设施】智算场景的资源管理系统与未来展望

高性能计算与智算场景 首先澄清两个概念,高性能计算与智算场景,高性能计算主要是面向天气预测、生物计算、材料计算等场景,而最近几年很火的智算主要是面向AI场景的计算,如语音识别、图像识别、自动驾驶等场景,我们可…

【C++11特性篇】一文助小白轻松理解 C++中的【左值&左值引用】【右值&右值引用】

前言 大家好吖,欢迎来到 YY 滴C系列 ,热烈欢迎! 本章主要内容面向接触过C的老铁 主要内容含: 欢迎订阅 YY滴C专栏!更多干货持续更新!以下是传送门! 目录 一.【左值&左值引用】&…

广州华锐互动:VR煤矿特殊工种作业实训帮助提高矿工的操作技能和安全意识

VR煤矿特殊工种作业实训系统为煤矿企业培训提供了全方位的支持,帮助提高矿工的操作技能和安全意识,促进煤矿企业的安全生产。 首先,VR煤矿特殊工种作业实训系统可以提供逼真的虚拟操作环境,使矿工能够身临其境地感受各种工种的作业…

k8syaml提供的几个有意思的功能,Kubernetes在线工具网站

k8syaml.cn 提供的几个有意思的功能。 一、yaml资源快速生成 之前编写operator的helm的时候就需要自己写deployment、service、configmap这些资源,那么多字段也记不清,都是先找个模版,然后copy改改,再看官方文档,添加…

流程图、泳道图的介绍和示例分享,以及自定义元件库的介绍

目录 一. 流程图介绍 二. Processon使用 新建一个流程图 图形的使用 三. 流程图示例 登录界面 门诊业务流程图 住院业务流程图 药房业务流程图 会议OA流程图 四. 泳道图介绍 五. 自定义元件库 5.1 新建一个元件库 5.2 创建元件 5.3 使用自定义元件库 一. 流程图介…

初识SpringSecurity

目录 前言 特点 快速开始 导入依赖 运行项目 访问服务 权限控制 实现UserDetails接口 添加SecurityConfig配置类 测试接口DemoController 设置权限控制authorizeHttpRequests 结果分析 总结 前言 Spring Security是一个强大且高度可定制的身份验证和访问控制框架…

Openwrt源码下载出现“The remote end hung up unexpected”

最近项目原因需要下载openwrt21.02版本源码,花费了很多时间,找到正确方法后,发现可以节省很多时间,记录下过程,方便自己,可能方便他人。 一.问题阐述 openwrt21.02下载链接如下: git clone -…

提升数据分析效率:Amazon S3 Express One Zone数据湖实战教程

前言 什么是 Amazon S3?什么是 S3 Express One Zone?实现概述 技术架构组件实现步骤概览 第一步:构建数据湖的基础第二步:选择并查看数据集第三步:在 Athena 中搭建架构第四步:数据转换与优化第五步&#x…

Windows安装Elasticsearch并结合内网穿透实现公网远程访问

Windows安装Elasticsearch并结合内网穿透实现公网远程访问 系统环境1. Windows 安装Elasticsearch2. 本地访问Elasticsearch3. Windows 安装 Cpolar4. 创建Elasticsearch公网访问地址5. 远程访问Elasticsearch6. 设置固定二级子域名 Elasticsearch是一个基于Lucene库的分布式搜…

vue3.0项目搭建

一、安装vue3脚手架 卸载vue2脚手架 npm uninstall -g vue-cli清除缓存 npm cache clen --force安装最新脚手架 npm install -g vue/cli查看脚手架版本 vue -V 二、构建项目 创建项目 vue create 项目名选择配置 自定义配置,回车 上下键选择Linter / Formatter&a…

《opencv实用探索·十六》opencv直方图计算calcHist函数解析

直方图理解: (对于8位灰度图像亮度/灰度为(0-255),12位灰度图像亮度/灰度为(0-4095)) 以8位图像为例,亮度分为0到255共256个数值,数值越大,代表的亮度越高。其中0代表纯黑色的最暗区域&#xff…

外包干了3个月,技术退步明显。。。

先说一下自己的情况,本科生生,19年通过校招进入广州某软件公司,干了接近4年的功能测试,今年年初,感觉自己不能够在这样下去了,长时间呆在一个舒适的环境会让一个人堕落!而我已经在一个企业干了四年的功能测…

索尼(ILCE-7M3)MP4文件只能播放前两分钟修复案例

索尼的ILCE-7M3是一款经典设备,其HEVC编码效果是比较不错的,因此受到很多专业人士的青睐。之前我们说过很多索尼摄像机断电生成RSV文件修复的案例,今天来讲一个特殊的,文件已经正常封装但仅能播放前两分钟多一点的画面。 故障文件…

静态路由原理与配置

文章目录 静态路由原理与配置一、路由器的工作原理1、路由概述2、路由器的工作原理 二、路由表的形成1、路由表2、路由表的形成 三、静态路由和默认路由1、静态路由的缺点2、默认路由(是特殊的静态路由)3、查看路由表 四、路由器转发数据包的封装过程五、…

FreeRtos里的几个中断屏蔽

1、primask 寄存器 PRIMASK用于禁止除NMI和HardFalut外的所有异常和中断,使用方法: cpsid i ; //设置primask (禁止中断) cpsie i ; //清除primask (使能中断) 也可以 movs r0,#1 msr primask r0; //将 1写入p…

力扣刷题-二叉树-二叉树左叶子之和

404 左叶子之和 给定二叉树的根节点 root ,返回所有左叶子之和。 示例 1: 输入: root [3,9,20,null,null,15,7] 输出: 24 解释: 在这个二叉树中,有两个左叶子,分别是 9 和 15,所以返回 24 思路 迭代法 迭代法理解…

Java 第9章 房屋出租系统

设计 如图是系统的分层结构,包括了界面层、业务层和数据层。 单独建包:由于在实际开发过程中,可能会出现管理多个界面的情况,所以界面需要单独建包,其他同理。 开发任务:从界面层深入到业务层&#xff0c…

菜鸟学习日记(python)——匿名函数

Python 使用 lambda 来创建匿名函数。 lambda 函数是一种小型、匿名的内联函数,它可以具有任意数量的参数,但只能有一个表达式。 匿名函数的一般格式如下: lambda 参数列表:表达式 表达式用于计算并返回函数结果 lambda 函数通常用于编写…

基于Java SSM框架实现智能停车场系统项目【项目源码+论文说明】

基于java的SSM框架实现智能停车场系统演示 摘要 本论文主要论述了如何使用JAVA语言开发一个智能停车场管理系统,本系统将严格按照软件开发流程进行各个阶段的工作,采用B/S架构,面向对象编程思想进行项目开发。在引言中,作者将论述…

记录 | gpu docker启动报错libnvidia-ml.so.1: file exists: unknown

困扰了两天的问题,记录一下 问题出在启动一个本身已经安装 cuda 的镜像上,具体来说,我是启动地平线天工开物工具链镜像的时候出现的问题,具体报错如下: docker: Error response from daemon: failed to create task …