1.OSI七层网络模型浅析

当然，咱们不是专业搞网络工程的，只需知道有哪些层，大概是拿来干嘛的就能够了！

OSI七层网络模型(从下往上) ：

  • 物理层(Physical) ：设备之间的数据通讯供给传输媒体及互连设备，为数据传输供给可靠的环境。能够理解为网络传输的物理媒体部分，比如网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器等！在这一层，数据还没有被安排，仅作为原始的位流或电气电压处理，这一层的单位是:bit比特
  • 数据链路层(Datalink) ：能够理解为数据通道，主要功用是怎么在不可靠的物理线路进步行数据的可靠传递，改层效果包含：物理地址寻址，数据的成帧，流量操控，数据检错以及重发等！别的这个数据链路指的是：物理层要为终端设备间的数据通讯供给传输媒体及其衔接。媒体是长期的，衔接是有生计期的。在衔接生计期内，收发两端能够进行不等的一次或屡次数据通讯。每次通讯都要通过树立通讯联络和撤除通讯联络两进程！这种树立起来的数据收发关系~该层的设备有：网卡，网桥，网路交换机，别的该层的单位为：帧
  • 网络层(Network) ：主要功用是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决议怎么将数据从发送方路由到接纳方，所谓的路由与寻径：一台终端可能需求与多台终端通讯，这样就发生的了把恣意两台终端设备数据链接起来的问题！简略点说便是：树立网络衔接和为上层供给服务！该层的设备有：路由！该层的单位为：数据包，别的IP协议就在这一层！
  • 传输层(Transport) ：向上面的运用层供给通讯服务，面向通讯部分的最高层，同时也是用户功用中的最低层。接纳会话层数据，在必要时将数据进行分割，并将这些数据交给网络层，并且确保这些数据段有用的抵达对端！所以这层的单位是：数据段；而这层有两个很重要的协议便是：TCP传输操控协议与UDP用户数据报协议，这也是本章节中心解说的部分！
  • 会话层(Session) ：担任在网络中的两节点之间树立、维持和停止通讯。树立通讯链接，坚持会话进程通讯链接的疏通，同步两个节点之间的对话，决议通讯是否被中止以及通讯中止时决议从何处从头发送，即不同机器上的用户之间会话的树立及办理！
  • 表明层(Presentation) ：对来自运用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并依照必定的格局传送给会话层。其主要功用是”处理用户信息的表明问题，如编码、数据格局转化和加密解密，紧缩解紧缩”等
  • 运用层(Application) ：OSI参阅模型的最高层，为用户的运用程序供给网络服务。它在其他6层作业的根底上，担任完结网络中运用程序与网络操作体系之间的联络，树立与结束运用者之间的联络，并完结网络用户提出的各种网络服务及运用所需的监督、办理和服务等各种协议。此外，该层还担任和谐各个运用程序间的作业。运用层为用户供给的服务和协议有：文件服务、目录服务、文件传输服务（FTP）、长途登录服务（Telnet）、电子邮件服务（E-mail）、打印服务、安全服务、网络办理服务、数据库服务等。

好的上面咱们浅述了OSI七层网络模型，下面总结下：

OSI是一个理想的模型，一般的网络体系只触及其间的几层，在七层模型中，每一层都供给一个特殊的网络功用，从网络功用视点调查：

  • 下面4层（物理层、数据链路层、网络层和传输层）主要供给数据传输和交换功用，即以节点到节点之间的通讯为主
  • 第4层作为上下两部分的桥梁，是整个网络体系结构中最要害的部分；
  • 上3层（会话层、表明层和运用层）则以供给用户与运用程序之间的信息和数据处理功用为主。

简言之，下4层主要完结通讯子网的功用，上3层主要完结资源子网的功用。

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TCP/IP是一组协议的代名词，它还包含许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇分为四层，IP坐落协议簇的第二层(对应OSI的第三层)，TCP坐落协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所供给的网络来完结自己的需求。这4层分别为：

  • 运用层：运用程序间交流的层，如简略电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络长途拜访协议（Telnet）等。
  • 传输层：在此层中，它供给了节点间的数据传送服务，如传输操控协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包参加传输数据并把它传输到下一层中，这一层担任传送数据，并且确定数据已被送达并接纳。
  • 网络互连层：担任供给根本的数据封包传送功用，让每一块数据包都能够抵达目的主机（但不查看是否被正确接纳），如网际协议（IP）。
  • 主机到网络层：对实践的网络媒体的办理，界说怎么运用实践网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。

3.TCP/UDP差异解说

好吧，前两点侃侃而谈，只是给咱们普及下OSI七层模型和TCP/IP四层模型的概念，接下来要讲的是和咱们Socket开发相关的一些概念名词了！

1）IP地址

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2）端口

1. 用于区分不同的运用程序

2. 端口号的范围为0-65535，其间0-1023未体系的保留端口，咱们的程序尽可能别运用这些端口！

3. IP地址和端口号组成了咱们的Socket，Socket是网络运转程序间双向通讯链路的终结点，是TCP和UDP的根底！

4. 常用协议运用的端口：HTTP:80，FTP：21，TELNET：23

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3）TCP协议与UDP协议的比较：

TCP协议流程详解:

首先TCP/IP是一个协议簇，里面包含许多协议的。UDP只是其间的一个。之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP,IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。

下面咱们来解说TCP协议和UDP协议的差异：

TCP（Transmission Control Protocol，传输操控协议）是面向衔接的协议，即在收发数据钱，都需求与对面树立可靠的链接，这也是面试经常会问到的TCP的三次握手以及TCP的四次挥手！三次握手：树立一个TCP衔接时，需求客户端和服务端总共发送3个包以承认衔接的树立，在Socket编程中，这一进程由客户端履行connect来触发，详细流程图如下：

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  • 第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机发生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SENT状况，等待Server承认。
  • 第二次握手：Server收到数据包后由标志位SYN=1知道Client恳求树立衔接，Server将标志位SYN和ACK都置为1，ack=J+1，随机发生一个值seq=K，并将该数据包发送给Client以承认衔接恳求，Server进入SYN_RCVD状况。
  • 第三次握手：Client收到承认后，查看ack是否为J+1，ACK是否为1，假如正确则将标志位ACK置为1，ack=K+1，并将该数据包发送给Server，Server查看ack是否为K+1，ACK是否为1，假如正确则衔接树立成功，Client和Server进入ESTABLISHED状况，完结三次握手，随后Client与Server之间能够开始传输数据了。

四次挥手：停止TCP衔接，便是指断开一个TCP衔接时，需求客户端和服务端总共发送4个包以承认衔接的断开。在Socket编程中，这一进程由客户端或服务端任一方履行close来触发，详细流程图如下：

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  • 第一次挥手：Client发送一个FIN，用来封闭Client到Server的数据传送，Client进入FIN_WAIT_1状况
  • 第二次挥手：Server收到FIN后，发送一个ACK给Client，承认序号为收到序号+1（与SYN相同，一个FIN占用一个序号），Server进入CLOSE_WAIT状况。
  • 第三次挥手：Server发送一个FIN，用来封闭Server到Client的数据传送，Server进入LAST_ACK状况。
  • 第四次挥手：Client收到FIN后，Client进入TIME_WAIT状况，接着发送一个ACK给Server，承认序号为收到序号+1，Server进入CLOSED状况，完结四次挥手。别的也可能是同时发起自动封闭的状况：

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别的还可能有一个常见的问题便是：为什么树立衔接是三次握手，而封闭衔接却是四次挥手呢？答：因为服务端在LISTEN状况下，收到树立衔接恳求的SYN报文后，把ACK和SYN放在一个报文里发送给客户端。而封闭衔接时，当收到对方的FIN报文时，只是表明对方不再发送数据了但是还能接纳数据，己方也未必悉数数据都发送给对方了，所以己方能够立即close，也能够发送一些数据给对方后，再发送FIN报文给对方来表明同意现在封闭衔接，因而，己方ACK和FIN一般都会分开发送。

UDP协议详解：

UDP(User Datagram Protocol)用户数据报协议，非衔接的协议，传输数据之前源端和终端不树立衔接，当它想传送时就简略地去抓取来自运用程序的数据，并尽可能快地把它扔到网络上。在发送端，UDP传送数据的速度只是是受运用程序生成数据的速度、计算机的才能和传输带宽的约束；在接纳端，UDP把每个消息段放在行列中，运用程序每次从行列中读一个消息段。相比TCP便是无需树立链接，结构简略，无法确保正确性，简单丢包。

4.Java中关于网络供给的几个要害类

针对不同的网络通讯层次，Java给咱们供给的网络功用有四大类：

  • InetAddress：用于标识网络上的硬件资源
  • URL：统一资源定位符，通过URL能够直接读取或者写入网络上的数据
  • Socket和ServerSocket：运用TCP协议实现网络通讯的Socket相关的类
  • Datagram：运用UDP协议，将数据保存在数据报中，通过网络进行通讯

本节咱们只介绍前两个类，Socket与Datagram到TCP和UDP的章节再解说！

~InetAddress的运用比如：

示例代码：

public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获取本机InetAddress的实例：
        InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println("本机名：" + address.getHostName());
        System.out.println("IP地址：" + address.getHostAddress());
        byte[] bytes = address.getAddress();
        System.out.println("字节数组形式的IP地址：" + Arrays.toString(bytes));
        System.out.println("直接输出InetAddress目标：" + address);
    }
}

运转结果图：

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