7.6.1 Socket学习网络基础准备

本节引言：为了照顾没学过Java Socket的初学者，或者说捋一捋Android开发中涉及到的网络协议相关的概念，毕竟面试的时候，面试官来了句给我说下网络协议有几层？那么IP协议在哪层？Socket是什么鬼？分哪几种？TCP和UDP协议又在哪层？有什么区别...嗯，这...所以学习本节概念性的理论还是很有必要的！那么话不多说，开始本节内容~1.OSI七层网络模型浅析当然，我们不是专业搞网络工程的，只要知道有哪些层，大概是拿来干嘛的就可以了！OSI七层网络模型(从下往上)：物理层(Physical)：设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。可以理解为网络传输的物理媒体部分，比如网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器等！在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，这一层的单位是:bit比特数据链路层(Datalink)：可以理解为数据通道，主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递，改层作用包括：物理地址寻址，数据的成帧，流量控制，数据检错以及重发等！另外这个数据链路指的是：物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接。媒体是长期的，连接是有生存期的。在连接生存期内，收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信。每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程！这种建立起来的数据收发关系~该层的设备有：网卡，网桥，网路交换机，另外该层的单位为：帧网络层(Network)：主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方，所谓的路由与寻径：一台终端可能需要与多台终端通信，这样就产生的了把任意两台终端设备数据链接起来的问题！简单点说就是：建立网络连接和为上层提供服务！该层的设备有：路由！该层的单位为：数据包，另外IP协议就在这一层！传输层(Transport)：向上面的应用层提供通信服务，面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。接收会话层数据，在必要时将数据进行分割，并将这些数据交给网络层，并且保证这些数据段有效的到达对端！所以这层的单位是：数据段；而这层有两个很重要的协议就是：TCP传输控制协议与UDP用户数据报协议，这也是本章节核心讲解的部分！会话层(Session)：负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。建立通信链接，保持会话过程通信链接的畅通，同步两个节点之间的对话，决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送，即不同机器上的用户之间会话的建立及管理！表示层(Presentation)：对来自应用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是"处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密，压缩解压缩"等应用层(Application)：OSI参考模型的最高层，为用户的应用程序提供网络服务。它在其他6层工作的基础上，负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，建立与结束使用者之间的联系，并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。此外，该层还负责协调各个应用程序间的工作。应用层为用户提供的服务和协议有：文件服务、目录服务、文件传输服务（FTP）、远程登录服务（Telnet）、电子邮件服务（E-mail）、打印服务、安全服务、网络管理服务、数据库服务等。好的上面我们浅述了OSI七层网络模型，下面总结下：OSI是一个理想的模型，一般的网络系统只涉及其中的几层，在七层模型中，每一层都提供一个特殊的网络功能，从网络功能角度观察：下面4层（物理层、数据链路层、网络层和传输层）主要提供数据传输和交换功能，即以节点到节点之间的通信为主第4层作为上下两部分的桥梁，是整个网络体系结构中最关键的部分；上3层（会话层、表示层和应用层）则以提供用户与应用程序之间的信息和数据处理功能为主。简言之，下4层主要完成通信子网的功能，上3层主要完成资源子网的功能。——以上内容参考自：OSI七层模型详解2.TCP/IP四层模型TCP/IP是一组协议的代名词，它还包括许多协议，组成了TCP/IP协议簇。TCP/IP协议簇分为四层，IP位于协议簇的第二层(对应OSI的第三层)，TCP位于协议簇的第三层(对应OSI的第四层)。TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为：应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等。传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议（TCP）、用户数据报协议（UDP）等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。网络互连层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），如网际协议（IP）。主机到网络层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。3.TCP/UDP区别讲解好吧，前两点侃侃而谈，只是给大家普及下OSI七层模型和TCP/IP四层模型的概念，接下来要讲的是和我们Socket开发相关的一些概念名词了！1）IP地址2）端口1. 用于区分不同的应用程序2. 端口号的范围为0-65535，其中0-1023未系统的保留端口，我们的程序尽可能别使用这些端口！3. IP地址和端口号组成了我们的Socket，Socket是网络运行程序间双向通信链路的终结点，是TCP和UDP的基础！4. 常用协议使用的端口：HTTP:80，FTP：21，TELNET：233）TCP协议与UDP协议的比较：TCP协议流程详解:首先TCP/IP是一个协议簇，里面包括很多协议的。UDP只是其中的一个。之所以命名为TCP/IP协议，因为TCP,IP协议是两个很重要的协议，就用他两命名了。下面我们来讲解TCP协议和UDP协议的区别：TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是面向连接的协议，即在收发数据钱，都需要与对面建立可靠的链接，这也是面试经常会问到的TCP的三次握手以及TCP的四次挥手！三次握手：建立一个TCP连接时，需要客户端和服务端总共发送3个包以确认连接的建立，在Socket编程中，这一过程由客户端执行connect来触发，具体流程图如下：第一次握手：Client将标志位SYN置为1，随机产生一个值seq=J，并将该数据包发送给Server，Client进入SYN_SEN