## Java編程那些事兒9——網絡編程基礎 作者：陳躍峰 出自：[http://blog.csdn.net/mailbomb](http://blog.csdn.net/mailbomb) ### 1.4 網絡編程基礎 對于初學者，或者沒有接觸過網絡編程的程序員，會覺得網絡編程涉及的知識很高深，很難，其實這是一種誤解，當你的語法熟悉以后，其實基本的網絡編程現在已經被實現的異常簡單了。 #### 1.4.1 網絡編程是什么？ 網絡編程的本質是兩個設備之間的數據交換，當然，在計算機網絡中，設備主要指計算機。數據傳遞本身沒有多大的難度，不就是把一個設備中的數據發送給另外一個設備，然后接受另外一個設備反饋的數據。 現在的網絡編程基本上都是基于請求/響應方式的，也就是一個設備發送請求數據給另外一個，然后接收另一個設備的反饋。 在網絡編程中，發起連接程序，也就是發送第一次請求的程序，被稱作客戶端(Client)，等待其他程序連接的程序被稱作服務器(Server)。客戶端程序可以在需要的時候啟動，而服務器為了能夠時刻相應連接，則需要一直啟動。例如以打電話為例，首先撥號的人類似于客戶端，接聽電話的人必須保持電話暢通類似于服務器。 連接一旦建立以后，就客戶端和服務器端就可以進行數據傳遞了，而且兩者的身份是等價的。 在一些程序中，程序既有客戶端功能也有服務器端功能，最常見的軟件就是BT、emule這類軟件了。 下面來談一下如何建立連接以及如何發送數據。 #### 1.4.2 IP地址和域名 在現實生活中，如果要打電話則需要知道對應人的電話號碼，如果要寄信則需要知道收信人的地址。在網絡中也是這樣，需要知道一個設備的位置，則需要使用該設備的IP地址，具體的連接過程由硬件實現，程序員不需要過多的關心。 IP地址是一個規定，現在使用的是IPv4，既由4個0-255之間的數字組成，在計算機內部存儲時只需要4個字節即可。在計算機中，IP地址是分配給網卡的，每個網卡有一個唯一的IP地址，如果一個計算機有多個網卡，則該臺計算機則擁有多個不同的IP地址，在同一個網絡內部，IP地址不能相同。IP地址的概念類似于電話號碼、身份證這樣的概念。 由于IP地址不方便記憶，所以有專門創造了域名(Domain Name)的概念，其實就是給IP取一個字符的名字，例如163.com、sina.com等。IP和域名之間存在一定的對應關系。如果把IP地址類比成身份證號的話，那么域名就是你的姓名。 其實在網絡中只能使用IP地址進行數據傳輸，所以在傳輸以前，需要把域名轉換為IP，這個由稱作DNS的服務器專門來完成。 所以在網絡編程中，可以使用IP或域名來標識網絡上的一臺設備。 #### 1.4.3 端口的概念 為了在一臺設備上可以運行多個程序，人為的設計了端口(Port)的概念，類似的例子是公司內部的分機號碼。 規定一個設備有216個，也就是65536個端口，每個端口對應一個唯一的程序。每個網絡程序，無論是客戶端還是服務器端，都對應一個或多個特定的端口號。由于0-1024之間多被操作系統占用，所以實際編程時一般采用1024以后的端口號。 使用端口號，可以找到一臺設備上唯一的一個程序。 所以如果需要和某臺計算機建立連接的話，只需要知道IP地址或域名即可，但是如果想和該臺計算機上的某個程序交換數據的話，還必須知道該程序使用的端口號。 #### 1.4.4 數據傳輸方式 知道了如何建立連接，下面就是如何傳輸數據了，先來看一下數據傳輸的方式。 在網絡上，不管是有線傳輸還是無線傳輸，數據傳輸的方式有兩種： 1.?TCP(Transfer Control Protocol) 傳輸控制協議方式，該傳輸方式是一種穩定可靠的傳送方式，類似于顯示中的打電話。只需要建立一次連接，就可以多次傳輸數據。就像電話只需要撥一次號，就可以實現一直通話一樣，如果你說的話不清楚，對方會要求你重復，保證傳輸的數據可靠。 使用該種方式的優點是穩定可靠，缺點是建立連接和維持連接的代價高，傳輸速度不快。 2.?UDP(User Datagram Protocol) 用戶數據報協議方式，該傳輸方式不建立穩定的連接，類似于發短信息。每次發送數據都直接發送。發送多條短信，就需要多次輸入對方的號碼。該傳輸方式不可靠，數據有可能收不到，系統只保證盡力發送。 使用該種方式的優點是開銷小，傳輸速度快，缺點是數據有可能會丟失。 在實際的網絡編程中，大家可以根據需要選擇任何一種傳輸方式，或組合使用這兩種方式實現數據的傳遞。 #### 1.4.5 協議的概念 協議(Protocol)是網絡編程中一個非常重要的概念，指的是傳輸數據的格式。因為大家在網絡中需要傳輸各種各樣的信息，在程序中獲得到的都是一組數值，如何閱讀這些數值呢，就需要提前規定好這組數據的格式，在客戶端按照該格式生成發送數據，服務器端按照該格式閱讀該數據，然后在按照一定的格式生成數據反饋給客戶端，客戶端再按照該格式閱讀數據。現實中類似的例子就是電報編碼，每個數字都是用特定的數據表達。 一般程序的協議都分成客戶端發送的數據格式，以及服務器端反饋的數據格式，客戶端和服務器端都遵循該格式生成或處理數據，實現兩者之間的復雜數據交換。 #### 1.4.6 小結 網絡編程就是使用IP地址，或域名，和端口連接到另一臺計算機上對應的程序，按照規定的協議(數據格式)來交換數據，實際編程中建立連接和發送、接收數據在語言級已經實現，做的更多的工作是設計協議，以及編寫生成和解析數據的代碼罷了，然后把數據轉換成邏輯的結構顯示或控制邏輯即可。 需要了解更多的網絡編程的知識，建議閱讀《JAVA2網絡協議內幕》一書。