基础知识

1. 计算机网络的划分

计算机网络通常是按照规模大小和延伸范围来分类的，常见的划分为：局域网（LAN）、城域网（MAN) 、广域网（WAN） 。Internet 可以视为世界上最大的广域网。

计算机网络中实现通信必须有一些约定，这些约定被称为通信协议。

2. IP地址

IP 地址用于唯一地标识网络中的一个通信实体，这个实体既可以是一台主机，也可以是一台打印机，或者是路由器的某一个端口。

IP 地址被分成了 A, B, C, D, E 五类，每个类别的网络标识和主机标识各有规则：

• A类：10.0.0.0~10.255.255.255
• B类：172.16.0.0~172.31.255.255
• C类：192.168.0.0~192.168.255.255

IP 地址 127.0.0.1 是一个特殊的地址，它永远代表本机的 IP 地址。

3. 端口

端口是一个16位的整数，用于表示数据交给哪个通信程序处理。

端品就是应用程序与外界交流的出入口，它是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和 I/O 缓冲区。

不同的应用程序处理不同端口上的数据，同一台机器上不能有两个程序使用同一个端口，端口号范围为0~65535，通常将它分为三类：

• 公认端口：0~1023，它们紧密绑定一些特定的服务；
• 注册端口：1024~49151，它们松散地绑定一些服务，应用程序通常应该使用这个范围内的端口；
• 动态/私有端口：49152~65535，是应用程序使用的动态端口，应用程序一般不会主动使用这些端口。

4. Java包

Java 为网络支持提供了 java.net 包。该包下的 URL 和 URLConnection 等类提供了以编程方式访问 Web 服务的功能，而 URLDecoder/URLEncoder 提供了普通字符串和 application/x-www-form-urlencodedMIME 字符串相互转换的静态方法。

5. URL

URL 代表统一资源定位器，它是指向互联网“资源”的指针，资源可以是简单的文件或目录，也可以是对更为复杂对象的引用，例如对数据库或引擎的查询等。

在通常情况下，URL 由协议名、主机、端口、资源组成：

• protocol://host:port/resourceName
• 示例：http://www.crazyit.org/index.php

6. 基于TCP的网络编程

51

TCP/IP 协议是一种可靠的、端对端的网络协议，它的通信的两端各建立一个 Socket，从而在通信的两端之间形成网络虚拟链路。

Java 使用 Socket 对象来代表两端的通信端口，并通过 Socket 产生 IO 流来进行网络通信。

IP 协议只保证计算机能发送和接收分组数据，其负责将消息从一个主机传送到另一个主机，消息在传送的过程中被分割成一个个的小包；TCP 协议负责收集这些信息包，并将其按适当的次序放好传送，接收端收到后再将其正确地还原。

TCP 协议保证了数据包在传送中准确无误。其使用重发机制——当一个通信实体发送一个消息给另一个通信实体后，需要收到另一个通信实体的确认信息，如果没有收到，则会再次重发刚才发送的信息。

7. 基于UDP协议的网络编程

UDP 协议是一种不可靠的网络协议，它在通信实例的两端各建立一个 Socket，但这两个 Socket 之间并没有虚拟链路，这两个 Socket 只是发送、接收数据报的对象。

UDP 协议从问世至今已经被使用了很多年，虽然 UDP 协议目前应用不如 TCP 广泛，但其依然是一个非常实用的网络传输层协议，尤其是在一些实时性很强的应用场景中，比如网络游戏、视频会议等，UDP 协议的快速更具有独特的魅力。

由于 UDP 协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程，因此它的通信效率很高；但也正因如此，它的可靠性不如 TCP 协议。

UDP 协议的主要作用是完成网络数据流和数据报之间的转换——在信息的发送端，UDP 协议将网络数据流封装成数据报，然后将数据报发送出去；在信息的接收端，UDP 协议将数据报转换成实际数据内容。

8. TCP与UDP的对比

TCP 与 UDP 的比对：

• TCP：可靠，传输大小无限制，但是需要连接建立时间，差错控制开销大；
• UDP：不可靠，差错控制开销较小，传输大小限制在 64KB 以下，不需要建立连接。