java02-网络基础

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1、Java网络编程 网络基础,Instructor : Teaching Assistants: ?,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 2,主要内容,21 什么是网络 22 Internet 23 TCP/IP协议 24 Web基础,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 3,主要内容,21 什么是网络 22 Internet 23 TCP/IP协议,Lets go to .,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 4,网络的定义,计算机网络（computer network） 自主计算机（autonomous computers）的互联（i

2、nterconnected）组合。 网络是可以几乎实时地彼此发送和接收数据的计算机和其他设备的总和。 网络传输介质可以是电缆、光缆，也可以是红外光和微波。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 5,网络结构示意图,其它设备,计算机,传输线缆,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 6,网络中的两个重要问题,如何准确的定位网络上一台或多台主机 。 找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 7,网络节点,网络中的每台机器称为一个节点（Node）,大多数节点是计算机，但是 打印机、路由器、网桥、网关、 嵌入式设备

3、（如热水器）等也可以 是网络节点。具有完整功能的计算 机节点也称为主机（Host）。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 8,节点与主机,节点,主机,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 9,网络地址,网络中的每个节点都有地址（Address）,地址是用于标识节点的一连串字节，每个地 址中的字节越多，可用地址就越多。不同的 网络地址的分配方式会不同。如AppleTalk 地址由每台主机在启动时随机选择，以太网 地址绑定于以太网硬件，由硬件厂商在出厂 前固定（如网卡的MAC地址）。Internet 地址（IP地址）则由专门的组织分配。,Java网络编程 -

4、Fall 2007 网络基础 - 10,包交换,所有现代计算机网络都是包交换（分组交换）网络。,主机之间传递的数据在网络传输中被分割成 小块，称为包（packet，也称分组），每个 都包含了来自哪里，去向何处的相关信息（ 包含源地址和目的地址）。将数据分割成包 的好处是：众多的数据交换可以共享同一条 线路；在传输与接收时可以对数据进行校验。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 11,协议,在主机之间进行数据传递时协议起着至关重要的作用。,协议（protocol）是定义计算机如何通信的一 组明确的规则：包括地址格式、数据如何分包 等等。针对网络通信的不同层面，有很多不同 的协

5、议(网络协议（network protocol） 、传输 协议（transport protocol） 、应用程序协议 （Application protocol） )。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 12,协议（续）,在主机之间进行数据传递时协议起着至关重要的作用。,如：超文本传输协议（HTTP）定义了 Web浏览器如何与服务器通信；IEEE802.3 标准定义了数据位如何编码位某种线缆上的 电信号的协议等等。开放的、公开的协议标准 允许不同厂家的软件和设备彼此通信。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 13,两个重要问题的解决,如何准确的定位网

6、络上一台或多台主机 。 （节点地址、路由协议） 找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。 （包交换、传输协议）,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 14,网络基本概念小结,节点,主机,数据包,不同类型的网络 中有不同协议,网络中的每个节点都有地址,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 15,主要内容,21 什么是网络 22 Internet 23 TCP/IP协议,Lets go to .,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 16,Internet概述,因特网（Internet）是目前世界上最大的计算机网络，更确切地说是网络的网络（或者互

7、连的网络），几乎覆盖了整个世界。该网络组建的最初目的是为研究部门和大学服务，便于研究人员及其学者探讨学术方面的问题，因此有科研教育网（或国际学术网）之称。进入90年代，因特网向社会开放，利用该网络开展商贸活动成为热门话题。大量的人力和财力的投入，使得因特网得到迅速的发展。成为 企业生产、制造、销售、服务、人们日常工作、学习、娱乐等生活中不可缺少的一部分。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 17,Internet的起源,Internet最初起源于美国国防部高级研究项目署（ARPA）在1969年建立的一个实验性网络ARPANET。该网络将美国许多大学和研究机构中从事国防研究项

8、目的计算机连接在一起，是一个广域网。1974年ARPANET研究并开发了一种新的网络协议，即TCP/IP协议 （Transmission Control Protocol/Internet Protocol：传输控制协议/互连协议），使得连接到网络上的所有计算机能够相互交流信息。20世纪80年代局域网技术迅速发展，1981年ARPA建立了以ARPANET为主干网的Internet网，1983年Internet已开始由一个实验型网络转变为一个实用型网络。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 18,Internet的实用化,1986年建立的美国国家科学基金会网络NSFNET是I

9、nternet的一个里程碑，它将美国的五个超级计算机中心连接起来，该网络使用TCP/IP协 议与Internet连接。NSFNET建成后，Internet得到了快速的发展。到1988年NSFNET已经接替原有的ARPANET成为 Internet的主干网。1990年，ARPANET正式宣布停止运行。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 19,Internet的公众化,近年来，随着Internet的不断发展，Internet已经发展到各个国家的各个行业，发达国家到2001年底，Internet用户普及率已经超过 90%。Internet为个人生活与商业活动提供了更为广阔的空间

10、和环境。网络广告、电子商务、电子政务、电子办公已经成为大家所熟悉的名字术语。Internet的公众化主要体现在： 1）Internet用户的普及：到2001年地全球已经超过2.5亿用户; 2）Internet应用范围广泛：从国防军事、教育科研到金融贸易，从远程教育到远程医疗，从政府办公到日常事务到处都与Internet紧密相连。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 20,主要内容,21 什么是网络 22 Internet 23 TCP/IP协议,Lets go to .,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 21,TCP/IP协议简介,TCP/IP协议起源

11、于ARPANET，目前已成为实际上的Internet的标准连接协议；TCP/IP协议其实是一个协议集合，内含了许多协议。TCP（Transmission Control Protocol：传输控制协议）和IP（Internet Protocol：互联协议）是其中最重要的、确保数据完整传输的两个协议，IP协议用于在主机之间传送数据，TCP协议则确保数据在传输过程中不出现错误和丢失。除此之外，还有多个功能不同的其他协议。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 22,TCP/IP协议的分层,目前，因特网上使用的通信协议TCP/IP协议与OSI相比，简化了高层的协议，简化了会话层和表

12、示层，将其融合到了应用层，使得通信的层次减少，提高了通信的效率。 下图示意了TCP/IP 与 ISO OSI 参考模型之间的对应关系。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 23,OSI模型 vs. TCP/IP模型,1 物理层,2 数据链路层,3 网络层,4 传输层,5 会话层,6 表示层,7 应用层,OSI,网络接口层,网际层IP,传输层TCP, UDP,应用层 (各种应用层协议如 TELNET, FTP, SMTP等),TCP/IP,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 24,为什么要分层,通过网络发送数据是一项复杂的操作，分层可以简化这项操作，从而使

13、应用程序开发的接口与终端用户接口变得简单。 分层之后，每一层只与其上下两层发生关联，只要层之间的接口不便，任何一层的变更与修改都不会影响到其它层。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 25,TCP/IP四层模型,应用层,传输层,网络层,网络接口层,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 26,网络接口层,有时也称作链路层、数据链路层，通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络接口卡。它们一起处理与电缆（或其他任何传输媒介）的物理接口细节。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 27,网络层,网络层有时也称作互联网层，处理分组在网络

14、中的活动，例如分组的选路。在TCP/IP协议族中，网络层协议包括IP协议（网际协议），ICMP协议（internet互联网控制报文协议），以及IGMP协议（internet组管理协议）。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 28,IP协议,IP协议是TCP/IP协议使用的传输机制，它是一种不可靠的无连接数据报协议尽最大努力服务。尽最大努力的意思是IP不提供差错检测或跟踪。IP假定了底层是不可靠的，因此尽最大努力传输到目的地，但没有保证。当可靠性很重要时，IP必须与一个可靠的协议（如TCP）配合起来使用。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 29,IP地址

15、,IP协议用来封装TCP和UDP消息段。IP为网络硬件提供了一个逻辑地址，即IP地址，可以用来将由路由器连接在一起的各个物理网络区分开。IP协议所提供的逻辑IP地址还表示了数据发往的目的网络及在那一网络上的主机地址。这样它就可以用于将数据单元（称为“数据报”）引向正确的目的地。 IP地址的长度为32位。Internet的网络IP地址按结点计算机所在网络规模的大小可分为五类(A-E类),常用的是A、B、C类。每一类网络中IP地址的结构即网络标识长度和主机标识长度都有所不同。,C类地址示例 IP地址:10.1.33.126 子网掩码:255.255.255.0,Java网络编程 - Fall 20

16、07 网络基础 - 30,IP数据报的寿命,TTL（Time To Live，又称生存时间）指明了该数据报在互联网中允许存在的时间，以秒为单位。只要一台机器向网上输入一个数据报，就为它设置一个最大生存时间。当数据 报通过的主机和路由器对该数据报进行处理时，要递减其寿命字段的值。若此值为0，就将该数据报从网络上删除。只要一个TTL为0，路由器就丢弃该数据报， 并向源网点发送一个出错信息。为数据报设置定时器的思想，保证了即使路由表不可靠而选择了一个循环路由，数据报都不会在网络中无休止的流动下去。,Java网络编程 - Fall 2007 网络基础 - 31,传输层,传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议族中，有两个互不相同的传输协议： TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。这两种运输层协议分别在不同的应用程序中有不同的用途。,