一、寫在開頭

大家好，Build哥回來啦！停更了大概2個月之久，之前有段時間去寫小說去了，后來又因為公司活太多，牛馬干的太投入，就落下了博客的更新，國慶節期間，難得的閑下來，準備回歸老本行啦。

大致的翻看了一下之前更新的內容，已經寫到了Java的IO部分，作為網絡傳輸的一大重點知識，IO至關重要，而為了更好的理解和使用IO，我們今天要延展的來聊一聊Java中的網絡編程。其實，這句話說得不太嚴謹，網絡編程并非Java獨有，所有依賴Web端的程序語言，或者應用們都離不開網絡編程。

二、網絡編程的基礎

ok，閑話少敘，咱們直入主題，來一起學習一下網絡編程，在開始學習之前，我們應該了解一下我們日常生活中都離不開的互聯網及周邊產品（路由器，網址，手機，電腦）等。

2.1 計算機網絡

電腦對于我們來說十分熟悉啦，在多臺聯網電腦之前，我們可以聊天，視頻，郵件交流，也可以通過不同的媒介平臺進行互通，所有在線的用戶設備之間，像一張大網串聯起來，互通有無，這就是計算機的網絡！

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如上圖，是一張概括的網絡拓撲簡圖，非常形象易懂的囊括了我們當下的互聯網世界。其中，用戶設備如手機，電腦這些用于訪問網絡資源，如看劇，刷新聞，而網絡交換機則是讓手機能上網的橋梁，用來連接局域網內的設備和路由器，而路由器呢，主要工作是實現不同網絡之間的路由，可以聯通互聯網，而為了防止一些未經過授權的訪問侵入設備，設備的網絡中均設有一道防火墻，用于攔截未授權請求；而互聯網呢，則是全球互通的一個信息資源網，服務器無需多談，用于托管網絡應用和數據的處理和存儲站。

那么，看到這里我們有了這樣一個疑問，全球不同國家和地區存在著不同的局域網，遵循著不同的網絡協議，是怎么做到全球互通互聯網的呢？偉大的先輩們早就考慮到這點啦，因此，最早制定規范的那幫人，就互聯達成了全球性的協議規范，那就是TCP/IP協議，下面我們聊到協議時會說。

2.2 IP

對于IP來說，大家也很熟悉，我們在日常上網的過程中，所說的網址，其實主要就是這個IP（Internet Protocol），中文譯作國際互聯協議。它像一個身份證號一樣，唯一的標識著網絡中的一個接口，任何聯入到互聯網中的計算機都只要擁有一個IP地址。

目前IP分為IPv4和IPv6，因為v4版本采用32位地址，算起來約42億個地址，目前已經用盡，所以推出了v6版本，采用128位地址，340萬億億億億個地址，對，你沒看錯，2的128次方個地址就是這么多，這個數字是人類滅絕了都用不完的。

一個特殊的 IP 地址，稱之為本機地址，它總是127.0.0.1

IPv4（如：101.302.88.22） IPv6 (如：2001:0DA8:100A:0000:0000:1020:F2F3:1428)

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我們通過ipconfig可以看到我們計算機的網絡信息，我們的計算機除了本地的127.0.0.1之外，還有一個IP地址，如果多個網卡，還會有多個IP地址，那么不同計算機之前是如何通信的呢？

這里涉及“網絡號”這個概念，網絡號由IP和子網掩碼計算得來，如果兩個計算機之間的網絡號相同，則說明兩臺計算機在同一個網絡中，可以直接通信，如果不同，則不在同一個網絡，需要通過路由器或者交換機進行間接通信，這就是網關。

2.3 域名

上面說網絡上的地址多數指的是ip，很多人會奇怪，比如我們登錄百度時，輸入的并非xxx.xxx.xxx.xxx格式的，而是www.baidu.com，而這段組合就是域名！我們通過域名解析服務器 DNS 負責把域名翻譯成對應的 IP，客戶端再根據 IP 地址訪問服務器。

很明顯，相比較一堆數字組合的IP地址來說，域名更容易被記住！我們通過nslookup命令，可以查看域名對應的ip地址。

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當然，我們在上面說的本機ip地址 127.0.0.1 也有對應的本機域名：localhost

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2.4 網絡模型

對于多種設備公用互聯網這件事，并非我們圖1中幾條線就可以搞定噠，其內部，底層設計十分復雜，為了能夠在全球范圍內達成一種公用的標準接口，很多組織都發布了 類似的標準規范，其中最著名，也是現在普遍認可的是--開放式系統互聯通信參考模型（英語：Open System Interconnection Reference Model，縮寫：OSI；簡稱為OSI模型）是一種概念模型，由國際標準化組織提出，一個試圖使各種計算機在世界范圍內互連為網絡的標準框架。

OSI模型分為七層，自下而上為 物理層（Physical Layer）、數據鏈路層（Data Link Layer）、網絡層（Network Layer）、傳輸層（Transport Layer）、會話層（Session Layer）、表達層（Presentation Layer）、應用層（Application Layer）。

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但在我們在互聯網實際使用的是 TCP/IP 模型，并不是對應到 OSI 的 7 層模型，而是大致對應 OSI 的 5 層模型，也有人說是四層模型，這個看自己，無所謂，主要是要理解這個流程。

2.5 常用協議

在上圖OSI模型中，我們可以看到在應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層都對應著很多的網絡協議，我們可以將之統稱為TCP/IP協議簇，我們接下來就簡要的介紹一下其中幾個重要的協議：

1. IP協議（互聯網協議）：一種分組交換的協議，不保證可靠傳輸，負責將數據包從源主機路由到目標主機，是網絡層的一個協議；
2. TCP協議（傳輸控制協議）：TCP協議是建立在IP的基礎上的，是傳輸層的協議。IP協議負責傳輸數據，而TCP協議可以在建立了安全連接的基礎上，控制數據傳輸，保證可靠性，并且支持雙向通信，像HTTP，HTTPS都是建立在TCP協議之上的。
3. UDP協議（數據報文協議）：與TCP協議一樣，都是傳輸層的協議，不同的是它是無連接協議，不保證可靠傳輸。在通信前不需要建立連接，因此它的傳輸效率比 TCP 高，而且 UDP 協議比 TCP 協議要簡單得多。選擇 UDP 協議時，傳輸的數據通常是能容忍丟失的，例如，一些語音視頻通信的應用會選擇 UDP 協議。

三、總結

今天就說這么多啦，主要介紹一下網絡編程相關的基礎知識，在后續的博文中針對網絡編程所需要的內容，再進一步的整理與細化。

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