1.计算机网络
1.1 什么是计算机网络?
- 两台或更多计算机组成的网络
- 同一网络内的任意2台计算机都可以直接通信
- 所有计算机必须遵循同一种网络协议
1.2 什么是互联网
- 互联网是网络的网络
- 互联网采用TCP/IP协议 * TCP/IP协议泛指互联网协议 * 其中最重要的2个协议是TCP协议和IP协议
2. IP地址
- IP地址用于唯一标识一个网络接口(Network Interface) * IPv4采用32位地址,类似101.202.99.12 * IPv6采用128位地址,类似2001:0DA8:100A:0000:0000:1020:F2F3:1428
- 公网IP可以直接被访问
- 内网IP只能在内网访问 * 192.168.x.x * 10.x.x.x
本机地址:127.0.0.1
- IPv4地址实际上是一个32位整数 * 4个整数,每一个在0-255(2^8-1)之间,即32位整数
import java.math.BigInteger;public class IPCalculator { public static void main(String[] args) throws NumberFormatException{ int[] ip = {101,202,99,12}; String[] listaddr16=new String[4]; for(int i=0;i如果1台计算机有1个网卡,并且接入了网络,它会拥有2个IP地址,本地地址127.0.0.1和一个IP地址,并通过这个IP地址连接网络。 如果计算机有2个网卡,除了本地地址,还有2个IP地址,分别接入2个网络。通常连接2个网络的设备是交换机和路由器,其至少有2个IP地址,分别接入不同的网络,让网络之间连接起来。 如果2台电脑位于同一个网络下,它们可以直接通信,因为其IP地址前段是相同的,网络号也是相同的。 网络号是IP地址通过子网掩码以后过滤得到的。每台计算机都配备了IP地址和子网掩码,根据IP地址和子网掩码可以计算出网络号。 计算方法:按组对齐,做与运算。 如果计算出的网络号相同,证明在同一个网络,可以直接通信。 如果2台计算机计算出的网络号不同,2台计算机不在同一个网络,不能直接通信。必须通过路由器或交换机等网络设备间接通信,我们把这种设备成为网关。 网关的作用:连接多个网络,负责把来自一个网络的数据包发到另一个网络,这个过程成为路由。 所以一台计算机的网卡会有IP地址、子网掩码、网关的IP地址这3个关键的配置。
直接记忆IP地址非常困难,所以我们通常使用域名来访问某个特定的服务。域名解析器DNS负责把域名翻译为对应的IP地址,客户端再根据IP地址来访问服务器。
3. TCP/IP协议
TCP/IP协议:繁殖互联网协议簇,最重要的2个协议是TCP/IP协议。
3.1 OSI模型(Open System Interconnect)
OSI模型是ISO组织定义的一个计算机互联的标准模型。只是一个定义,目的是简化网络各层的操作,提供标准的接口,便于实现和维护。
应用层:提供应用层序之间的通信 表示层:处理数据格式、加减密 会话层:负责建议和维护会话 传输层:提供端到端的可靠传输 网络层:负责根据目标地址来选择路由 链路层和物理层:负责把数据进行分片,并且真正通过物理网络进行传输,例如无线网、光线等互联网实际使用的TCP/IP模型大致对应OSI的5层模型
4. IP协议和TCP协议
4.1 IP协议
- 分组交换 一个大的数据包想要通过IP协议传输的时候,被自动分成若干个小的数据包,然后通过网络进行传输。
不保证可靠传输
4.2 TCP协议:
TCP协议也是应用最广的协议,许多高级协议都是建立在TCP协议之上的。- 传输控制协议 建立在IP协议上的,IP协议只负责发数据包,而TCP控制数据包的传输
- 面向连接 TCP在传输数据之前,需要先建立连接,然后才能传输数据,传输完后还需要断开连接
- 可靠传输 TCP是一个可靠传输的协议,之所以能保证这一点,是通过接受确认、超时重传这些机制实现的
双向通信 TCP允许双向通信,双方可以同时发送接受数据
4.3 UDP协议(User Datagram Protocol)数据报文协议:
- 数据报文协议
- 无连接
- 不保证可靠传输
- 传输效率高
UDP比TCP简单的多。UDP协议不需要连接,不保证可靠传输,发送方发送数据后,无法得知接收方是否收到,因为UDP协议比TCP要简单的多,所以同样的数据用UDP传输要比TCP效率高。
选择UDP协议的时候,传输的数据,通常是能够容忍丢失一部分的,例如一些语音、视频通讯的应用会选择UDP协议5. 总结:
计算机网络的基本概念:
- 互联网:网络的网络
- IP地址:计算机在网络中的标识
- 网关:负责连接多个网络
- 协议:TCP/IP协议
- TCP协议:面向连接,可靠传输