【剧前爆米花--爪哇岛寻宝】网络互连，网络通信和网络分层

news2024/11/14 21:13:34

作者：困了电视剧

专栏：《JavaEE初阶》

文章分布：这是一篇关于网络初识的文章，在这篇文章中讲解了局域网广域网，IP地址，端口以及网络分层等相关内容，希望对你有所帮助！

网络互连

局域网LAN

广域网WAN

网络通信

IP地址

端口号

认识协议

五元组

协议分层

为什么要分层

OSI七层模型

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

局域网LAN

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。

局域网又有几种组建网络的方式：即基于网线组建，基于集线器组建，基于交换机组建，基于交换机和路由器组建。

广域网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。

需要注意的是，局域网和广域网只是一个相对的概念，就比如中国的网络如果只对国内的网络来看的话，那他就是广域网，但如果以一个世界的视角来看，那他就是一个局域网。

网络通信

网络互连的目的是进行网络通信，也即是网络数据传输，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。

为了能够正确的进行传输数据的操作，需要引入一些参数来进行辅助。

IP地址

IP 地址主要用于标识网络主机、其他网络设备（如路由器）的网络地址。简单说， IP 地址用于定位主机 的网络地址 。

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。

如果把一次网络通信比作是一次送快递的话，那这个IP地址就可以看成是一个收货地址，没有这个

“收获地址”，就无法知道应该将信息传到哪里。

端口号

IP 地址解决了网络通信时，定位网络主机的问题，但是还存在一个问题，传输到目的主机后，由哪个进程来接收这个数据呢？这就需要端口号来标识。

就好比，我用QQ给朋友发个消息，虽然我通过IP地址确定了我朋友主机的位置，但是我并不清楚，该由哪个进程来接受这段消息，万一我微信的进程接受了我QQ的消息呢？这样就乱套了，所以端口号的作用就体现出来了。

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：端口号用于定位主机中的进程 。

端口号是 0~65535 范围的数字，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。

继续用送快递的例子，端口号就相当于那个收件人。

注：两个不同的进程不能绑定同一个端口号，但一个进程可以绑定多个端口号。

认识协议

有了 IP 地址和端口号，可以定位到网络中唯一的一个进程，但还存在一个问题，网络通信是基于二进制0/1数据来传输的，传输的数据类型又有许多种，比如：图片，文本，视频等，这些东西又如何让对方知道呢？

这就需要一个双方都遵守的“约定”才能做到，也就是网络协议。

协议，网络协议的简称，网络协议是网络通信（即网络数据传输） 经过的所有网络设备 都必须共同遵从的一组约定、规则。 如怎么样建立连接、怎么样互相识别等 。只有遵守这个约定，计算机之间才能相互通信交流。

协议最终体现为在网络上传输的数据包的格式。

五元组

在TCP/IP协议中，用五元组来标识一个网络通信。

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

协议会将这些信息封装成一个数据包传递过去，使用同一个协议的接受端自然会识别这个数据包然后提炼出相关的信息，从而实现一个信息的传输。

协议分层

对于网络协议来说，往往分成几个层次进行定义。

举个栗子：A，B两个说汉语的人在用电话机交流的时候，电话机实现课一个接口能收取A说的话，然后A和B的电话机之间通过通信协议将A说的话传给了B的电话机，B的电话机再通过接口将A的话传给了B，A和B之间又都遵循“汉语协议”，所以B听懂了A的话，这样一段对话就完成了。

这里仅仅分成了两个层次。

为什么要分层

分层最大的好处，类似于面向接口编程：定义好两层间的接口规范，让双方遵循这个规范来对接。

在代码中，类似于定义好一个接口，一方为接口的实现类（提供方，提供服务），一方为接口的使用类（使用方，使用服务）：

1）对于使用方来说，并不关心提供方是如何实现的，只需要使用接口即可

2）对于提供方来说，利用封装的特性，隐藏了实现的细节，只需要开放接口即可

以电话机为例，A并不用关注电话机怎么进行通信和处理A说的话的， A只需要关心自己是否遵循汉语协议就行，而电话机也不需要知道A和B说的话是什么意思，它只需要将话进行储存和按照通讯协议原封不动的传输就行，这样就大大提高了效率，降低了维护难度。

OSI七层模型

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；

它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，概念清楚，理论也比较完整。通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。