本文主要是介绍＜JavaEE＞ 网络编程 -- 网络通信基础(协议和协议分层、数据封装和分用)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
目录
一、IP地址
1）IP地址的概念
2）IP地址的格式
二、端口号
1）端口号的概念
2）端口号的格式
3）什么是知名端口号？
三、协议
1）协议的概念
2）协议的作用
3）TCP/IP协议中的五元组概念
四、协议分层
1）什么是协议分层？
2）协议分层的作用
3）协议分层的两种模型
<1> OSI七层模型
<2> TCP/IP五层模型
4）协议分层应用的经典网络设备
五、封装和分用
1）封装和分用的概念
一、IP地址
1）IP地址的概念
| IP地址描述了一个网络设备的网络地址，主要用于对设备的网络地址进行标识和定位。 |
2）IP地址的格式
| IP地址是一个32位的二进制数，每8位二进制数(4个字节)后，用一个 ‘ . ’ 号分隔。这种表示方式被称为“点分十进制”。(如：192.168.1.1) |
二、端口号
1）端口号的概念
| 端口号区分了一个主机上的不同应用程序，用于对主机中发送、接收数据的进程标识和定位。 |
| 不同的程序可以关联多个端口号，但是一个端口号只能被一个程序关联。 |
2）端口号的格式
| 端口号是一个2字节的整数，表示范围在0~65535之间。 |
3）什么是知名端口号？
| 在0~65535范围中，0端口通常不使用，1~1023端口为系统预留端口，这些端口被分配给一些比较常见的服务器程序使用。一般在编程使用时，不应使用这些端口。 |
三、协议
1）协议的概念
| 网络通信有数据发送方和数据接收方，接收方如何识别发送方发送的数据，这就需要通信的双方有一个约定，这个约定就是协议。 |
| 协议即网络协议，是指网络通信过程的相关设备都必须共同遵守的一系列规则。这里的规则的具体体现，就是数据格式。 |
2）协议的作用
| 计算机之间的传输媒介是光信号和电信号。通过“频率”和“强弱”来表示0和1。 |
| 协议是一个规则，规定了通信双方如何解读这些信号，只有遵守这个规则，不同设备之间才能正确解读对方的发送的数据。 |
3）TCP/IP协议中的五元组概念
| TCP/IP协议是网络通信中最基本的协议。 | |
| 在TCP/IP协议中，用五元组的概念来标识一个网络通信，五元组是一次通信过程中必不可少的信息。 | |
| 五元组包括了以下内容： | |
| <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 |
四、协议分层
1）什么是协议分层？
| 网络通信十分复杂，有许多问题需要通过协议进行解决。如果将这些协议全部杂糅在一起，则会十分混乱。因此，就将这些协议拆分分层，使得每个协议都在自己的领域，专注于处理自己的事务。 |
2）协议分层的作用
| 分层的好处是使用上层协议时，不必关心下层，使用下层协议时，不用关心上层，每一层协议专注于处理自己的事务即可，同时每一层协议都可以根据需要灵活替换。 |
| 这类似于对上下层协议进行了封装，按照协议的定位和作用，进行分类，并且约定了不同层次之间的“调用关系”。 |
3）协议分层的两种模型
<1> OSI七层模型
| OSI：即Open System Interconnection（开放系统互连）。是一种框架性的设计方法，最主要的功能是帮助不同类型的主机实现数据传输。 |
| OSI七层模型复杂而不实用，没有实际的实现，只存在于教科书中。 |
图示演示模型分层：
<2> TCP/IP五层模型
| TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括了许多其他的协议，组成了TCP/IP协议簇。 | |
| TCP/IP通讯协议采用了五层层级结构，每一层都呼叫它的下一层协议提供的网络来完成自己的需求。 | |
| 包括以下五层： | |
| 1> 应用层 | 负责应用程序间的沟通。规范应用程序如何使用数据。 |
| 2> 传输层 | 负责通信两端的数据传输。关注的是端与端。 |
| 3> 网络层 | 负责地址管理和路由选择。关注的是端与端之间的路径。 |
| 4> 数据链路层 | 负责设备之间数据帧的传送和识别。关注的是两个相邻节点之间的数据传输情况。 |
| 5> 物理层 | 负责光电信号的传递方式。是用于网络通信的硬件设备。 |
| 实际上TCP/IP五层模型就是将OSI七层模型中的上三层结合在一起了。 | |
图示演示模型分层：
4）协议分层应用的经典网络设备
| 主机 | 主机的操作系统内核实现了从传输层到物理层的内容，同时主机上的应用程序则是处于应用层，TCP/IP五层模型都在主机上有所实现。 |
| 路由器 | 实现了从网络层到物理层，即TCP/IP模型的下三层。 |
| 交换机 | 实现了从数据链接层到物理层，即TCP/IP模型的下二层。 |
| 集线器 | 只实现了物理层。 |
| 随着网络设备技术的发展，现在的路由器和交换机的应用层级越来越高，出现了应用于三四层的交换机和四层的路由器等。 | |
五、封装和分用
1）封装和分用的概念
| 不同层级的数据包称谓不同，在传输层的称为段(segment)，在网络层称为数据报(datagram)，在链路层称为帧(frame)。 |
| 应用层数据发送时，会从应用层到物理层，逐层处理数据。这里的处理指的是每层协议会在数据上增加数据首部(header)，这称为封装(Encapsulation)。 |
| 首部信息包含首部长度，荷载(payload)长度，端口信息，上层协议等内容。 |
| 数据封装完成后发送，经过传输介质到达目的主机，再由每层协议逐层解析对应层级的首部，最后得到源主机应用层发送的数据，这称为分用。 |
图示演示封装和分用：
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