從本篇開始艰躺，真正進(jìn)入我們的Android網(wǎng)絡(luò)編程學(xué)習(xí)之旅。

概念

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是利用通信設(shè)備和線路將地理位置不同的左电、功能獨(dú)立的多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的硬件伏穆、軟件及資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)纷纫。簡(jiǎn)單的說即連接兩臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信的系統(tǒng)辱魁。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)可以定義為是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次劃分與各層協(xié)議的集合，同一層中的協(xié)議根據(jù)該層所要實(shí)現(xiàn)的功能來確定参滴。各對(duì)等層之間的協(xié)議功能由相應(yīng)的底層提供服務(wù)完成砾赔。
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分層

對(duì)于復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議青灼，結(jié)構(gòu)分層很有必要杂拨。就像Android開發(fā)中，把應(yīng)用分層各個(gè)模塊弹沽。

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優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 各層之間相互獨(dú)立策橘。某一層并不需要知道它的下一層是如何實(shí)現(xiàn)的役纹，而僅僅需要知道該層通過層間接口（即界面）所提供的服務(wù)
• 靈活性好。當(dāng)任何一層發(fā)送變化時(shí)（例如由于技術(shù)的變化）辰斋，只要層間接口關(guān)系保持不變瘸味，則在這層以上或以下各層均不受影響
• 結(jié)構(gòu)上可分割開旁仿。各層都可以采用最合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)
• 易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)孽糖。 這種結(jié)構(gòu)使得實(shí)現(xiàn)和調(diào)試一個(gè)龐大而又復(fù)雜的系統(tǒng)變得易于處理办悟，因?yàn)檎麄€(gè)的系統(tǒng)已被分解為若干個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)
• 能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作滩褥。因?yàn)槊恳粚拥墓δ芗捌渌峁┑姆?wù)都已有了精確的說明

缺點(diǎn)：
各層之間會(huì)有相同的功能出現(xiàn)瑰煎，產(chǎn)生額外開銷。

體系結(jié)構(gòu)

目前有3種體系結(jié)構(gòu):

• OSI參考模型魄健，概念清楚插勤，理論也較完整，但它既復(fù)雜又不實(shí)用
• TCP/IP體系結(jié)構(gòu)其垄，是一系列網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的總稱，目前應(yīng)用最廣泛
• 五層體系結(jié)構(gòu)臂外，綜合OSI和TCP/IP的優(yōu)點(diǎn),既簡(jiǎn)潔又能將概念闡述清楚

體系結(jié)構(gòu)

OSI參考模型

TCP/IP

TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單瓦盛，只有四層原环。
它并不是遵循嚴(yán)格的 OSI 分層概念，應(yīng)用程序可以直接使用 IP 層玄组，或甚至直接使用最下面的網(wǎng)絡(luò)接口層《咧拢可以演化成如下圖所示:

tcp/ip

五層協(xié)議

OSI的七層協(xié)議體系結(jié)構(gòu)的概念清楚摊阀，理論也較完整剩瓶，但它既復(fù)雜又不實(shí)用。TCP/IP 體系結(jié)構(gòu)則不同豌鹤，但它現(xiàn)在卻得到了非常廣泛的應(yīng)用布疙。TCP/IP 是一個(gè)四層的體系結(jié)構(gòu)愿卸。在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理時(shí)往往采用折中的辦法，即綜合 OSI 和 TCP/IP 的優(yōu)點(diǎn)儒溉，采用一種只有五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)顿涣，這樣既簡(jiǎn)潔又能將概念闡述清楚酝豪。

五層協(xié)議中各層的主要功能

五層協(xié)議中孵淘，沒有表示層和會(huì)話層揉阎，這兩層的功能留給開發(fā)者來處理余黎。

物理層

物理層

在物理層巡扇，定義了以下內(nèi)容：

• 接口特性
  • 機(jī)械特性：規(guī)定了接口的幾何形狀等
  • 電器特性：規(guī)定了接口使用的電平大小等
  • 功能特性：規(guī)定了接口引腳個(gè)數(shù)及各項(xiàng)功能等
  • 規(guī)程特性：定義了接口在工作過程中遵循的相應(yīng)過程垮衷。
• 比特編碼：用比特對(duì)信息按照一定規(guī)則進(jìn)行編碼刀闷，用于傳輸
• 數(shù)據(jù)率：即數(shù)據(jù)傳輸速率
• 比特同步：時(shí)鐘同步
• 通訊方式:
  • 單工通信：?jiǎn)蜗騻鬏?/li>
  • 半雙工通信：雙向交替?zhèn)鬏?/li>
  • 雙工通信：雙向同時(shí)傳輸

數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層

• 負(fù)責(zé)結(jié)點(diǎn)-結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸
• 組楨：將網(wǎng)絡(luò)層傳下來的分組添加首部和尾部甸昏，用于標(biāo)記幀的開始和結(jié)束徐许。
• 物理尋址：在楨頭添加發(fā)送端或接收端的物理地址標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)幀的發(fā)送端或接收端雌隅。
• 流量控制：匹配發(fā)送端與接收端的發(fā)送速度與接收速度，避免數(shù)據(jù)淹沒接收端修械。
• 差錯(cuò)控制：檢測(cè)并重傳損壞或丟失幀检盼，并避免重復(fù)幀吨枉。
• 訪問（接入）控制：在任一給定時(shí)刻決定哪個(gè)設(shè)備擁有鏈路（物理介質(zhì)）的控制使用權(quán)。

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層

• 負(fù)責(zé)源主機(jī)到目的主機(jī)數(shù)據(jù)分組（packet）的交付（可能穿越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)）。
• 邏輯尋址：全局唯一邏輯地址属提，確保數(shù)據(jù)分組被送達(dá)目的主機(jī)美尸，如IP地址（穿越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)师坎，鏈路層的物理尋址并不能用）。
• 路由：路由器（或網(wǎng)關(guān)）互連網(wǎng)絡(luò)蕊温，并路由分組至最終目的主機(jī)，進(jìn)行路徑選擇发笔。
• 分組轉(zhuǎn)發(fā)

傳輸層

傳輸層提供了進(jìn)程間的邏輯通信凉翻，傳輸層向高層用戶屏蔽了下面網(wǎng)絡(luò)層的核心細(xì)節(jié)制轰。

傳輸層

• 負(fù)責(zé)源-目的（端-端）（進(jìn)程間）完整報(bào)文傳輸
• 報(bào)文分段與重組
• SAP尋址：確保將完整報(bào)文提交給正確進(jìn)程垃杖，如端口號(hào)
• 連接控制：負(fù)責(zé)端-端的連接控制（建立連接、拆除連接）势就，是一種邏輯連接
• 流量控制：控制端-端傳輸?shù)乃俣?/li>
• 差錯(cuò)控制：差錯(cuò)檢測(cè)與糾正

應(yīng)用層

應(yīng)用層

主要協(xié)議

IP協(xié)議

規(guī)定網(wǎng)絡(luò)地址的協(xié)議苞冯，叫做IP協(xié)議侧巨。它所定義的地址司忱，就被稱為IP地址。
IP的主要作用就是在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中將數(shù)據(jù)包發(fā)給最終的目標(biāo)地址鳍烁。
相關(guān)技術(shù)：

• DNS：域名系統(tǒng)繁扎，一種分布式的網(wǎng)絡(luò)目錄服務(wù)梳玫，主要用于域名與IP地址的要互轉(zhuǎn)換。
• ARP：ARP是一種解決地址問題的協(xié)議姚垃，以目標(biāo)地址為線索盼忌，用來定位下一個(gè)應(yīng)該接收數(shù)據(jù)分包的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備對(duì)應(yīng)的MAC地址掂墓。不過梆暮，ARP只適用于IPv4啦粹，不適用于IPv6。
• ICMP：Internet控制報(bào)文協(xié)議忍饰，作用是報(bào)告一些網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的錯(cuò)誤與做一些同步工作。
• DHCP：動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)設(shè)置IP地址于置、統(tǒng)一管理IP地址分配八毯。
• NAT：網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換话速，作用是將IP數(shù)據(jù)報(bào)頭中的IP地址轉(zhuǎn)換為另一個(gè)IP地址俊柔。
• IP隧道：是一種數(shù)據(jù)包封裝技術(shù)，它是將原始IP包（其報(bào)頭包含原始發(fā)送者和最終目的地）封裝在另一個(gè)數(shù)據(jù)包（稱為封裝的IP包）的數(shù)據(jù)凈荷中進(jìn)行傳輸物赶。

TCP協(xié)議

傳輸控制協(xié)議(Transmission Control Protocol)，面向連接的告嘲、可靠的流協(xié)議，提供可靠的通信傳輸赋焕。

UDP協(xié)議

用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol)仰楚，面向無連接的僧界，具有不可靠性的數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議。

路由協(xié)議

Routing protocol咬腕，是一種指定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送方式的網(wǎng)上協(xié)議涨共。

Socket

即套接字举反，是應(yīng)用層 與 TCP/IP 協(xié)議族通信的中間軟件抽象層照筑，表現(xiàn)為一個(gè)封裝了 TCP / IP協(xié)議族 的編程接口（API）凝危。

HTTP協(xié)議

超文本傳輸協(xié)議(Hyper Text Transfer Protocol)晨逝，用于從萬維網(wǎng)服務(wù)器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議捉貌。

系列文章目錄

參考

• 趣談網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
• 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議入門（一）
• 《圖解TCP/IP》讀書筆記
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
• 面試帶你飛：這是一份全面的 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 總結(jié)攻略
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
• 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)