моя контактная информация
Почтамезофия@protonmail.com
2024-07-12
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
В предыдущей главе мы представили использование Java-кода для работы с файлами. Сегодня мы поговорим о некоторых базовых знаниях о сети, чтобы позже мы могли глубже понять ее работу.
Семиуровневая сетевая модель OSI
Пятиуровневая модель сети TCP/IP (важно)
Инкапсуляция и децентрализация
如果各位对文章的内容感兴趣的话，请点点小赞，关注一手不迷路，讲解的内容我会搭配我的理解用我自己的话去解释。如果有什么问题的话，欢迎各位评论纠正 🤞🤞🤞
Домашняя страница:N_0050-CSDN Блог
Связанные столбцы:Блог Java SE_N_0050 — блог CSDN Блог структуры данных Java_N_0050-блог CSDNБлог java EE_N_0050-блог CSDN
Сеть разделена на Сетевые принципы и сетевое программирование，Сетевая связь: несколько компьютеров соединены вместе для обмена данными.По сути, это передача данных между компьютерами через сеть, которую также можно назвать сетевой передачей данных.
Локальная — локально созданная частная сеть, обеспечивающая сетевую связь между узлами в локальной сети., также известная как интранет; связь между локальной сетью и локальной сетью невозможна без соединения.Объем локальной сети фиксирован.например, школа или фабрика,Небольшой охват, высокая эффективность передачи, низкая задержка, в основном используется для совместного использования локальных ресурсов и связи.
Через маршрутизаторы несколько локальных сетей физически соединяются в крупномасштабную сеть, образуя глобальную сеть. . Все локальные сети в глобальной сети принадлежат ее подсетям.Фактически, каждая локальная сеть подключена через маршрутизатор, который можно рассматривать как огромную локальную сеть, называемую глобальной сетью.Большой охват, низкая эффективность передачи и высокая задержка.В основном используется для удаленного подключения и передачи данных.
Если это глобальная общедоступная сеть, ее называют Интернетом (также известным как общедоступная сеть, внешняя сеть), который является подмножеством глобальной сети.Глобальная сеть, которую иногда называют в широком контексте, на самом деле относится к Интернету.
Связь и разница между LAN и WAN:
Например, компания имеет множество филиалов в разных регионах, и каждый филиал можно рассматривать как локальную сеть.Мы можем соединить все филиалы через сетевые соединения, чтобы обеспечить межрегиональную связь. Это называется глобальной сетью.
Третий уровень (сетевой уровень) модели OSI в основном используется для соединения нескольких сетей и выбора наилучшего пути для пересылки на основе адреса назначения пакета данных.
Можно представить, что обычно компьютеры нашего компьютерного зала подключены к маршрутизатору, и только эти несколько компьютеров могут обмениваться данными. Однако, если маршрутизаторы снова подключены, постепенно образуется огромная сеть, и больше компьютеров и маршрутизаторов могут взаимодействовать. может общаться. Может быть подключен к внешней сети, так что мы можем общаться с компьютерами где угодно.
Маршрутизаторы обычно имеют 5 сетевых портов: 1 WAN и 4 LAN. Порт WAN используется для подключения к маршрутизатору верхнего уровня. Порт LAN подключается к маршрутизатору для связи нескольких компьютеров в одной локальной сети. ограничено, поэтому введение коммутатора позволяет подключаться к большему количеству устройств через коммутатор, который также подключен к порту LAN.
На втором уровне модели OSI (уровень канала передачи данных) каждый коммутатор имеет таблицу MAC-адресов.(также называемая таблицей переадресации адресов),Записан MAC-адрес устройства, подключенного к каждому порту. . Запрашивая эту таблицу,Коммутатор может определить путь пересылки каждого кадра данных, а затем переслать кадр данных на устройство назначения.
Порт свитча не нужно специально настраивать. Он подключается напрямую к LAN-порту роутера. Свитч используется для расширения точек подключения в локальной сети (то есть можно подключить больше устройств). больше портов (8, 16, 24 или более), вы можете подключить больше устройств и подключиться к одной сети для облегчения сетевого взаимодействия.
Разница между ними:
Маршрутизатор находится на сетевом уровне, а адресация маршрутизатора осуществляется на основе IP-адреса.，Маршрутизаторы могут обрабатывать протоколы TCP/IP., переключатель не может Коммутаторы адресуются на основе MAC-адреса.Коммутатор находится на канальном уровне.
Маршрутизатор может назначить один IP-адрес множеству хостов, и эти хосты будут показывать внешнему миру только один IP-адрес. . Коммутатор может соединять множество хостов, и каждый из этих хостов имеет свой IP-адрес.
Маршрутизаторы могут подключаться к различным типам сетей и иметь возможности подключения к глобальной сети., поэтому он подходит для построения крупных корпоративных сетей или доступа в Интернет.Коммутаторы используются во внутренних локальных сетях для подключения нескольких устройств.
пример:Каждый из нас эквивалентен хосту, маршрутизатор — курьеру, заведующий общежитием — коммутатору, а школа — локальной сети. .Курьер доставляет посылку в школу по адресу школы (IP), а затем доставляет посылку менеджеру общежития по корпусу общежития (IP подсети). Менеджер общежития доставляет ее вам по вашему имени (MAC). .
IP-адрес — это сетевой адрес, используемый для обнаружения устройства (например, хоста, маршрутизатора и т. д.). , можно понимать как описание адреса нашего компьютера в сети. Роль IP-адреса в сети:Используется для маршрутизации и сетевого позиционирования между устройствами, чтобы пакеты данных могли найти целевое устройство в сети. .Обратите внимание, что IP-адреса могут меняться.
Формат:В компьютерах 32-битное двоичное число обычно делится на четыре «8-битных двоичных чисел» (то есть 4 байта) для представления адреса, но использовать для его представления двоичное число неудобно.Десятичное число с точками обычно используется для представления IP-адреса: используются 4 десятичных числа от 0 до 255, а затем используются 3 точки для представления IP-адреса.
IP-адрес определяет адрес хоста в сети. Но после того как данные переданы хосту, какая программа их получит?Необходимо использовать номер порта для идентификации
Номер порта используется для различения различных приложений на хосте. Можно также сказать, что он определяет местонахождение процесса на хосте.。Разные программы не могут привязать один и тот же номер порта, точно так же, как номер порта mysql привязан к 3306, тогда, если другие ваши программы также привязаны к этому номеру порта, это будет хаотично.Но программа может связать несколько номеров портов
Формат:Диапазон номеров системных портов: 0–65535 (2 байта), 0–1023. Как правило, система имеет специальные цели, и мы обычно их не используем.
IP и номер порта можно рассматривать как пару, аналогично принципу отправки экспресс-доставки. Здесь есть адрес отправителя (IP-адрес источника), номер телефона отправителя (номер порта источника), адрес получателя (IP-адрес назначения), Номер телефона получателя ( номер порта назначения) и соглашение (экспресс-компания) будут подробно объяснены позже.
С помощью IP-адреса и номера порта можно определить единственный процесс в сети, но сетевая связь использует для передачи двоичные данные.Вам необходимо сообщить другой стороне, на что похожи отправленные данные. На этом этапе вам необходимо использовать протокол, чтобы указать формат данных обеих сторон.
Суть сети заключается в передаче данных посредством оптических/электрических сигналов. Мы используем протоколы, чтобы определить формат данных обеих сторон. Соглашение — это соглашение. Вы должны договориться о том, что хотят обе стороны. прежде чем продолжить транзакцию. В противном случае это будет просто шуа-шуа.
Пятиместный:
В протоколе TCP/IP кортеж из пяти используется для идентификации сетевого соединения. Ниже приведена необходимая информация для сетевого взаимодействия.
1. IP-адрес источника: идентифицирует хост-источник.
2. Номер порта источника: идентифицирует процесс на исходном хосте, который отправляет данные для этого соединения.
3. IP-адрес назначения: идентифицирует хост назначения.
4. Номер порта назначения: идентифицирует процесс на хосте назначения, который получает данные для этого соединения.
5. Номер протокола: идентифицирует формат данных, согласованный как отправляющим, так и принимающим процессом.
Номер порта источника и номер порта назначения находятся на транспортном уровне, а IP-адрес источника и IP-адрес назначения — на сетевом уровне! ! !
Если вы не поняли, посмотрите на картинку ниже
Для сетевых протоколов необходимо Разделен на несколько уровней для определения и управления.Классифицируйте протокол по его типу и функции, а затем установите иерархические отношения. Верхний уровень вызывает нижний уровень, а нижний уровень обеспечивает поддержку верхнего уровня, аналогично тому, что мы подразумеваем под вызовом интерфейса. , его преимущество в том, что нам не нужно знать, как он реализован внизу при вызове интерфейса. Нам нужно только знать, как использовать этот интерфейс и знать, что он делает.Интерфейсу не обязательно знать, кто мы его вызываем, и он инкапсулирует детали реализации, чтобы избежать изменений.
Пример наслоения: Как и в большой компании, начальник дает инструкции, аналогичные рекурсии, и передает инструкции вниз. Руководители на каждом уровне получают инструкции, передают их сотрудникам на обработку, а затем возвращают их после обработки и, наконец, возвращают обратно. ответ босса.Общение таким образом удобно для руководства и в целом упорядочено.
Семиуровневая модель OSI сложна и непрактична, поэтому семиуровневая модель OSI не реализована и не реализована. Только появившись в книге, давайте познакомимся.Большинство из них до сих пор используют пятиуровневую сетевую модель TCP/IP.
Это упрощенная версия семиуровневой сетевой модели OSI, которая объединяет уровень приложений, уровень представления и сеансовый уровень OSI в один прикладной уровень. . Протокол связи TCP/IP имеет пятиуровневую иерархическую структуру.Каждый уровень обращается к сети, предоставляемой уровнем ниже него, для удовлетворения своих потребностей.
Приведите пример, иллюстрирующий каждый уровень: Например, если мы покупаем одежду на Taobao, вы также можете купить брюки и другие предметы, которые относятся к прикладному уровню. Затем продавец получает информацию о нашем заказе, такую как получатель, номер телефона и т. д. Это относится к транспортному уровню. Затем продавец звонит в курьерскую компанию, чтобы обработать ее, и курьерская компания выбирает подходящий путь (он будет учитывать множество факторов, таких как эффективность, стоимость и т. д.), например, из Шанхая в Ханчжоу в Шаосин для перевозки, которая принадлежит сети. слой. Затем нам нужно подумать о том, как транспортировать в соседние места, например, транспортировать из Шанхая в Ханчжоу по железной дороге или транспортировать из Ханчжоу в Шаосин на самолете. Это относится к уровню канала передачи данных. Последний шаг – использование транспортного оборудования для транспортировки, которое относится к физическому уровню.Последующая инкапсуляция и разделение будут объяснены на примерах.
Физический слой:Преобразование кадров данных на канальном уровне в двоичные числа., передаваемые через физические носители (например, кабели, оптические волокна и т. д.)
Уровень канала передачи данных: отвечает заКадры данных передаются в одной и той же локальной сети.，Обратите внимание на детали передачи между соседними узлами, уровень коммутатора.
Сетевой уровень: отвечает заПередача пакетов данных между разными сетямии выберите лучший путь,Основное внимание уделяется планированию маршрутов связи, уровню, на котором находится маршрутизатор.
Транспортный уровень: обеспечивает сквозную передачу данных.Служба связи, обеспечивая полную передачу данных.Сосредоточьтесь на том, где начинается и заканчивается общение.
Уровень приложений: напрямую взаимодействует с приложениями и предоставляет сетевые услуги.
Уровень, на котором расположено сетевое устройство:
дляхозяинНапример, ядро его операционной системы реализуетТранспортный уровень на физический уровеньСодержание
длямаршрутизаторДругими словами, он достигСетевой уровень на физический уровень
дляпереключательДругими словами, он достигОт уровня канала передачи данных к физическому уровню
дляконцентраторДругими словами, он достигфизический слой
Опишем процесс передачи данных при сетевой связи. Давайте сначала поговорим об инкапсуляции. По сути, это похоже на отправку экспресс-доставки.
отправитель
Прикладной уровень:
Мы используем программу чата для отправки кому-либо сообщения, а wx упаковывает введенную нами Java в пакет данных прикладного уровня.(Формат известен только wx-программистам) Использование строк для склейки аналогично тому, как когда мы отправляем товар экспресс-доставкой, мы сами добавляем посылку к товару, и когда он дойдет до курьера (транспортный уровень), он будет упакован снова.Протоколы прикладного уровня могут гибко настраиваться программистами.
Затем пакеты данных прикладного уровня передаются на транспортный уровень для обработки через API операционной системы.
Транспортный уровень:
Протоколы транспортного уровня, такие как TCP, UDP. . Для переупаковки пакетов данных прикладного уровня необходимо использовать строки для объединения заголовков транспортного уровня, таких как TCP и UDP, в пакеты данных, принадлежащие транспортному уровню. Пакет данных = заголовок + полезная нагрузка
В это время пакет данных транспортного уровня = заголовок UDP + пакет данных следующего уровня приложения (то есть полезная нагрузка заголовка пакета). Заголовок UDP представляет собой двоичные данные, содержащие ключевую информацию, а именно номер порта источника и номер порта назначения., а затем он будет упакован. Например, при отправке экрана дисплея пометьте его как хрупкий предмет и добавьте некоторые меры защиты, чтобы уменьшить вероятность поломки.
Помните, что номер порта источника и номер порта назначения находятся на транспортном уровне!Пакеты данных на транспортном уровне обрабатываются, а затем передаются на сетевой уровень для обработки.
Сетевой уровень:
Наиболее важным протоколом сетевого уровня является протокол IP.сетевой уровень также переупаковывает пакеты данных транспортного уровня, использует строки для объединения IP-заголовка и превращает их в пакеты данных, принадлежащие сетевому уровню.
В это время пакет данных на сетевом уровне = заголовок IP + заголовок UDP + пакет данных на уровне приложения (то есть полезная нагрузка IP-заголовка). Заголовок IP содержит множество атрибутов, наиболее важными из которых являются IP-адрес источника и IP-адрес назначения.
Помните, что IP-адрес источника и IP-адрес назначения находятся на сетевом уровне!Пакеты данных на сетевом уровне обрабатываются, а затем передаются на уровень канала передачи данных для обработки.
канальный уровень:
Типичным протоколом канального уровня является Ethernet, где Ethernet используется в качестве среды для передачи сетевых данных.Уровень канала передачи данных переупаковывает пакеты данных сетевого уровня, использует строки для объединения заголовка кадра Ethernet и добавления трейлера кадра, а также превращает его в пакет данных, принадлежащий уровню канала передачи данных.
В это время пакет уровня канала передачи данных = заголовок кадра Ethernet + заголовок IP-пакета + заголовок пакета UDP + пакет данных прикладного уровня (то есть полезная нагрузка заголовка пакета Ethernet) + хвост кадра. Заголовок Ethernet также содержит множество атрибутов, наиболее важными из которых являются MAC-адрес источника и MAC-адрес назначения (описывающий адрес сетевой карты/сетевого адаптера).
Что такое сетевая карта/сетевой адаптер?Часть компьютерного оборудования, предназначенная для обеспечения связи компьютеров по компьютерной сети., на момент производства он имеет фиксированный адрес.Обычно мы используем MAC-адреса для идентификации сетевых карт/сетевых адаптеров.。В локальной сети устройства взаимодействуют друг с другом через MAC-адреса, чтобы гарантировать, что кадры данных смогут найти правильную сетевую карту.
Затем пакеты данных на канальном уровне обрабатываются и затем передаются на физический уровень для обработки.
Физический слой:
Преобразуйте приведенный выше кадр данных Ethernet (данные двоичной структуры равны 0, 1) в оптические/электрические сигналы для передачи. .От исходного протокола верхнего уровня до протокола нижнего уровня каждый уровень добавляет заголовок, который на самом деле является инкапсуляцией.
Процесс передачи сталкивается с маршрутизатором:После того, как данные переданы, они пересылаются через коммутаторы и маршрутизаторы. Вы можете себе представить, что наши компьютеры могут взаимодействовать друг с другом, потому что на них установлено множество коммутаторов и маршрутизаторов.Обратите внимание, что при прохождении через маршрутизатор физический уровень получает фотоэлектрический сигнал, преобразует его в двоичные данные и передает на уровень канала передачи данных. Уровень канала передачи данных выполняет ту же операцию, анализирует, а затем извлекает часть полезной нагрузки и передает ее. на сетевой уровень, а затем сетевой уровень анализирует его. Он выберет лучший путь для пересылки, а затем инкапсулирует его на канальный уровень, а затем на физический уровень для передачи. Если он снова встретится с маршрутизатором, операция будет завершена. все равно быть прежним.
Процесс передачи сталкивается с переключателем:Но то же самое верно, если он проходит через переключатель. Физический уровень преобразует фотоэлектрический сигнал в двоичный и передает его на уровень канала передачи данных. Затем уровень канала передачи данных анализирует и извлекает часть полезной нагрузки. На основе информации в части полезной нагрузки он решает, куда отправить данные дальше, а затем. создает новый заголовок и хвост пакета. Инкапсуляция передается на физический уровень, а физический уровень передает ее.Затем, когда данные дойдут до получателя, данные необходимо проанализировать (разделить), то есть экспресс-доставку.
получатель
Физический слой:полученныйФотоэлектрический сигнал от отправителя преобразуется в двоичные данные и получается заголовок кадра Ethernet., передается на канальный уровень для обработки
канальный уровень:Использовать протокол EthernetАнализируйте пакеты данных Ethernet и извлекайте заголовок и хвост пакета., кидаем часть полезной нагрузки на сетевой уровень для обработки
Сетевой уровень:Используйте протокол IP для анализа пакетов данных на сетевом уровне.Выньте заголовок IP и проанализируйте его., а затем перебросить часть полезной нагрузки на транспортный уровень для обработки
транспортный уровень: использовать протокол UDP для анализа пакетов данных на транспортном уровне.Выньте заголовок UDP и проанализируйте его., а затем передать часть полезной нагрузки на уровень приложения для обработки
Прикладной уровень:Данные, передаваемые с транспортного уровняЗакидываем в соответствующую программу по номеру порта, а затем программа wx анализирует данные в нем. Способ анализа основан на протоколе прикладного уровня, настроенном программистом.
Краткое описание всего процесса:Сообщения, которые вы отправилиПосле послойной инкапсуляции он преобразуется в физические сигналы (например, оптические/электрические сигналы и т. д.) для передачи., сначала будет вОпределите текущую локальную сеть и затем перейдите к локальной маршрутизации，Локальная маршрутизация будет инкапсулирована и демультиплексирована для выбора подходящего пути., а потом по путиПри встрече с другими маршрутизаторами они будут выполнять инкапсуляцию и демультиплексирование для выбора подходящего пути, пока не окажутся близко к целевой сети. . На конечном маршрутизаторе осуществляется инкапсуляция и разделение.Разобрать IP-адрес на MAC-адрес через протокол APR, если соответствующий MAC-адрес не найден, маршрутизатор отправит широковещательный запрос,Целевое устройство ответит, предоставив MAC-адрес, а затем передача внутри локальной сети наконец достигнет целевого устройства.
Выше приведены некоторые базовые знания об Интернете. В Интернете очень много контента, и он будет подробно объяснен позже.💕
Он посвятил себя исследованию технологий более 30 лет и владеет различными языками, такими как Java, Linux, Javascript, php, css и т. д. Он внес большой вклад в область открытого исходного кода. Станция документации для разработчиков, где можно поделиться некоторыми проблемами в разработке технологий для дальнейшего использования.
Почтамезофия@protonmail.com