關于網絡編程之基礎知識的學習

這篇文章主要介紹關于網絡編程之基礎知識的學習，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

在Java編程開發中，網絡通信的開發是很重要的一部分，它是兩臺或多臺計算機進行網絡的基礎，網絡程序編寫的目的也就是為了與其他計算機之間進行網絡通信，所以今天大灰狼就來和大家分享一下Java網絡通信中要的知道的一些知識。

其實在Java的發展過程中，為了更加方便的進行網絡通信，開發者逐漸的將網絡編程中所需要的一些內容封裝成了不同的類，用戶在進行網絡編程時，只需要創建相應類的對象，并且調用相應的方法即可。

首先我們來了解一下網絡的通信結構。

局域網和因特網

在網絡通信中，兩臺計算機的信息傳輸可以使用如下的網絡線路來表示：

• 其中服務器是指提供信息的計算機或程序，
• 客戶端是指請求信息的計算機或程序，
• 兩者之間通過網絡進行連接并且實現相互的通信，

那么我們所了解的局域網和因特網又有哪些區別的呢？

局域網（LAN）從名字上我們大概就可以了解，它是在一定區域內由一定數量的計算機互相連接而成的網絡，它可以是兩臺，也可以是同一個區域內的上千臺計算機構成，當一個局域網的范圍繼續進行擴大，它也就形成了廣域網（WAN）。

而我們所熟知的因特網（Internet）就是由無數個局域網和廣域網連接而成的，它是網絡與網絡之間所串連成的龐大網絡，這些網絡以一組通用的協定相連，形成邏輯上的單一巨大國際網絡。這種將計算機網絡互相聯接在一起的方法可稱作“網絡互聯”，在這基礎上發展出覆蓋全世界的全球性互聯網絡稱“互聯網”，即是“互相連接一起的網絡”。

那么我們接下來就來聊一聊這些網絡之間到底具備哪些協議？

網絡協議

網絡協議規定了計算機之間連接的物理、機械、電器等特征，計算機之間的相互尋址規則，數據發送沖突的解決方式，長數據如何分段傳送和接收等內容。這就像在世界上不同的國家之間，有不同的法律是一樣的，目前在互聯網中的網絡協議也有很多種，其中最常見的就是IP協議和TCP以及UDP協議。

大灰狼來簡單的和大家介紹一下以上這三種協議的基本內容

IP協議

IP是internet protocol的簡稱，是網絡協議中的一種，internet網絡采用的協議是TCP/IP協議，但是這個協議是絕對不可以小視的，因特網依靠TCP/IP協議在全球范圍內實現了不同硬件結構、不同操作系統、不同網絡系統之間的互聯。在intertet網絡中，存在著數以億計的主機，每一臺主機都用網絡為其分配的intertete地址來代表自己主機本身，這個地址就是IP地址，所以我們也可以說IP地址就是某一臺計算機的身份證號碼。

到目前為止呢，IP地址用四個字節來表示，也就是32位的二進制數來表示，這也是我們通常最常見的IPV4地址，為了方便使用呢，我們通常取每個字節的十進制數，并且在每個字節之間用圓點隔開來表示IP地址，如最常見的192.168.1.1，當然肯定還有小伙伴在電腦上也發現有用16個字節來表示的IP地址，這種IP地址是屬于IPV6地址

并且TCP/IP模式是一種層次結構，一共有四層，分別為應用層，傳輸層互聯網層和網絡層，他們每一層都有自己所特定的功能，提供特定的服務和對應的訪問接口，并且拒一定的獨立性，這四層的關系如下圖所示

TCP與UDP協議

在TCP/UDP協議棧中，有兩個高級協議是我們在進行網絡應用程序的編寫中應該要了解的，即傳輸控制協議TCP和用戶數據報協議UDP。

TCP協議是一種以固接連線為基礎的協議，它提供兩臺計算機間可靠的數據傳輸，TCP可以保證從一端數據送至連接的另一端時，數據能夠準確送達，而且抵達的數據的排列順序和送出時的順序相同，

因此TCP協議適合可靠性要求非常高的場合，打個比方來說：這就像我們雙方在打電話，我必須先撥號給對方，等兩端確定連接之后，雙方才能互相聽到對方講話，也能夠知道對方用的是什么內容。

而UDP協議是無連接通信協議，不保證數據的可靠傳輸，但能夠向若干個目標發送數據，或者接收來自若干個園的數據，UDP以獨立發送數據包的方式進行，這種方式就像快遞員送快遞給客戶，可以寄出很多個包裹給同一個人，每一個包裹都是相互獨立的個包裹，送達的順序并不重要，快遞員小哥接收包裹的順序也不能保證與愁包裹的順序相同。

因此，UDP協議適用于一些對數據準確性要求不高，但對數據傳輸速度和時效性要求非常高的網絡，例如我們常見的網絡聊天室，在線影片等。

這其中的原因就是因為TCP協議在認證上存在額外耗費，可能是傳輸速度減慢，而UDP協議即使有一小部分數據包損失，或者傳輸順序有所不同，也不會造成嚴重的危害該通信。

這也就是為什么常說TCP可靠而非安全，UDP安全而非可靠了。

在這里我們需要注意一點，就是一些防火墻和路由器會設置成不允許就地被數據包傳輸，因此，若遇到UDP連接方面的問題，應該先確定所在的網絡是否允許UDP協議

端口和套接字

剛聽到這兩個名詞的時候，小伙伴可能不是特別了解，在這里打個通俗一點的比方，套接字就好比電源插座，將原本復雜的客戶端服務器端通過這個插座連接在一起。

一般而言，對于一臺計算機來說，只有單一的連接到網絡的物理連接，所有的數據都通過此連接對內、對外送達特定的計算機。這就是端口的定義，網絡程序設計中的端口（Port）并非真實存在的，他只不過是一個假想的連接裝置，端口被規定為在一個0～65535之間的整數。例如HTTP服務一般使用80端口，FTP服務使用21端口，所以當一臺計算機提供了多種不同的服務時，客戶機就會通過不同的端口來確定連接到服務器上的哪項服務上面。

其實在端口上也有一定的講究，如0～1023之間的端口，一般用于一些知名的網絡服務和應用，而用戶的普通網絡應用程序應該使用1024以上的端口數，這樣做的目的也是避免端口號與另一個應用或系統服務所用的端口所造成沖突。

端口的使用如下圖所示

在網絡程序中的套接字（Socket）表示用于將應用程序與端口連接起來，同樣套接字也是一個假想的連接裝置，在JAVA編程中將套接字可以抽象為類，我們在進行程序開發的時候，只需要創建Socket類對象，就可以使用套接字了。

可以用下面這個圖來簡單的表示套接字：

好啦，關于網絡通信基礎的講解就是這些了，之后大灰狼也會和大家分享如何使用TCP和UDP以及MQTT協議進行網絡程序的編寫。

以上是關于網絡編程之基礎知識的學習的所有內容，感謝各位的閱讀！希望分享的內容對大家有幫助，更多相關知識，歡迎關注億速云行業資訊頻道！