《Java与面向对象程序》-12.1 网络协议

学习目标掌握网络协议的含义和用法主要内容IP地址和端口号InetAddress类UDP与TCP协议12.1网络协议计算机网络由多个互联的结点组成，结点之间要连续的交换数据和控制信息。每个结点都需要遵守事先约定好的规则。这些为网络数据交换而制定的规则与标准被称为网络协议。目前应用最广泛的是TCP/IP协议（TransmissionControlProtocol/InernetProtocol传输控制协议/因特网互联协议），在学习具体协议之前首先要了解一下TCP/IP协议族的层次结构。12.1网络协议从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成:网络接入层、网际互联层、传输层、应用层，如图12-1所示。12.1网络协议网络接入层：对应于OSI参考模型中的物理层和数据链路层。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如光纤、双绞线提供的驱动。网际互联层：对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。它对传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或者网络传输层：为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP)。应用层：主要负责应用程序的协议，为用户提供所需要的各种服务，如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP协议等。12.1.1IP地址和端口号IP地址是IP协议提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，可以唯一标识一台计算机，以此来屏蔽物理地址的差异。IP地址是一个32位的二进制数，通常被分成4个字节。为了便于记忆和处理，IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，每个字节对应一个0~255之间的十进制整数。端口（Port）包括逻辑端口和物理端口两种类型。物理端口指的是物理存在的端口，逻辑端口是指逻辑意义上用于区分服务的端口，为了对端口进行区分，将每个端口进行了编号，这就是端口号。如果想访问目标计算机中的某个应用程序，需要指定端口号。12.1.1IP地址和端口号接下来通过一个图例来描述IP地址和端口号的作用，如图12-2所示。12.1.2InetAddress包中提供了一个InetAddress类，该类创建的对象包含一个Internet主机地址的域名和IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的方法。返回类型方法声明功能描述byte[]getAddress()返回IP地址的字节形式StringgetHostAddress()返回IP地址字符串StringgetHostName()获取IP地址的主机名，如果是本机则是计算机名，不是本机则是主机名，如果没有域名则是IP地址InetAddressgetLocalHost()创建一个表示本地主机的InetAddress对象，返回本地主机的IP地址InetAddressgetByName(Stringhost)在给定主机名的情况下确定主机的IP地址，参数host表示指定的主机booleanisReachable(inttimeout)判断指定的时间内地址是否可以到达12.1.2InetAddress【例12-1】InetAddress的使用12.1.3UDP与TCP协议UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在接收数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输。UDP的交换过程如图12-4所示。12.1.3UDP与TCP协议TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务器端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。交互过程如图12-5所示。IP地址和端口号通过IP地址可以连接到指定的计算机，但如果想访问目标计算机中的某个应用程序，还需要指定端口号。InetAddress类包中提供了一个InetAddress类，该类创建的对象包含一个Internet主机地址的域名和IP地址，并提供了一系列与IP地址相关的