Java网络编程详解(非常全面)/PDF版

川长思鸟来 2023-09-29 15:32 5阅读 0赞

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Java网络编程对于Java工程师来说是很重要的能力，尤其是大厂对网络编程有较高的要求。

比如在直播、实时通讯、游戏服务端开发等技术领域，通信协议和网络编程就成为了很重要的一个技术课题。

再比如你想做基础技术研发，比如消息队列、RPC框架的研发，那么网络编程也是必备的基础能力。

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## 计算机网络 ##

在学习Java网络编程之前,我们先来了解什么是计算机网络。

计算机网络是通过传输介质、通信设施和网络通信协议，把分散在不同地点的计算机设备互连起来的，实现资源共享和数据传输的系统。

网络编程就是编写程序使互联网的两个(或多个）设备(如计算机)之间进行数据传输。

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计算机网络主要包括三部分:

*  计算机(可以包括客户端、服务器)
 *  网络设备(路由器、交换机、防火墙等)
 *  传输介质(可以分为有线和无线的)

按照地域范围可以对网络进行如下分类:

*  局域网︰小范围内的私有网络，一个家庭内的网络、一个公司内的网络、一个校园内的网络都属于局域网。
 *  广域网:把不同地域的局域网互相连接起来的网络。运营商搭建连接远距离区域的广域网。
 *  互联网:由世界各地的局域网和广域网连接起来的网络，互联网是一个开放、互联的网络，不属于任何个人和任何机构。

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## 网络体系结构 ##

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**TCP/IP模型**

TCP/IP模型是由ОSl模型演化而来，TCP/IP模型将OSI模型由七层简化为五层〔一开始为四层)，应用层、表示层、会话层统—为应用层。

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## 网络协议 ##

如同人与人之间相互交流是需要遒循一定的规矩一样，计算机之间能够进行相互通信是因为它们都共同遵守一定的规则，即网络协议。

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**TCP的报文格式**

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**三次握手**

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**1.第一次握手(客户端发送请求)**

客户机发送连接请求报文段到服务器，并进入SYN\_SENT状态，等待服务器确认。发送连接请求报文段内容:SVN=1，seq=x; SYN=1意思是一个TCP的SYN标志位置为1的包，指明客户端打算连接的服务器的端口; seq=x表示客户端初始序号x，保存在包头的序列号(Sequence Number）字段里。

**2.第二次握手(服务端回传确认)**

服务器收到客户端连接请求报文，如果同意建立连接，向客户机发回确认报文段(ACK)应答，并为该TCP连接分配TCP缓存和变量。

服务器发回确认报文段内容:SYN=1，ACK=1,seq=y,ack=x+1;SYN标志位和ACK标志位均为1，同时将确认序号(Acknowledgement Number)设置为客户的ISN加1，即x+1; seq=y为服务端初始序号y。

**3.第三次握手(客户端回传确认)**

客户机收到服务器的确认报文段后，向服务器给出确认报文段(ACK)，并且也要给该连接分配缓存和变量。

此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED(TCP连接成功）状态，完成三次握手。客户端发回确认报文段内容:

ACK=1，seq=X+1，ack=y+1; ACK=1为确认报文段;seq=x+1为客户端序号加1; ack=y+1,为服务器发来的ACK的初始序号字段+1。

**四次挥手**

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1.TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户端到服务端的数据传送，客户端进入FIN\_WAIT\_1状态。发送报文段内容:FIN=1,seq=u;FIN=1表示请求切断连接;seq=u为客户端请求初始序号。

2.服务端收到这个FIN，它发回一个ACK给客户端，确认序号为收到的序号加1，和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。服务端进入CLOSE\_WAIT状态。发送报文段内容:ACK=1，seq=v,ack=u+1; ACK=1为确认报文;seq=v为服务器确认初始序号;ack=u+1为客户端初始序号加1。

3.服务器关闭客户端的连接后，发送一个FIN给客户端，服务端进入LAST\_ACK状态。发送报文段内容:FIN=1，ACK=1，seq=w,ack=u+1; FIN=1为请求切断连接，ACK=1为确认报文，seq=w为服务端请求切断初始序号。

4.客户端收到FIN后，客户端进入TIME\_WAIT状态，接着发回一个ACK报文给服务端确认，并将确认序号设置为收到序号加1,服务端进入CLOSED状态，完成四次挥手。发送报文内容:ACK=1，seq=u+1， ack=w+1;ACK=1为确认报文，seq=u+1为客户端初始序号加1, ack=w+1为服务器初始序号加1。

**为什么是三次握手四次挥手**

因为当服务端收到客户端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当服务端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭socket，所以只能先回复一个ACK报文，告诉客户端，“你发的FIN报文，我收到了”。只有等到服务端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送，故需要四步挥手。

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**由于篇幅过长今天就到这里啦！！需要获取完整pdf的朋友：**

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