前端开发基础——网络通信

1. 网络的概念

        我们如今处于网络时代，我们口中所说的上网的网到底指的是什么呢？首先我们给出网络的概念，网络是由若干结点和连接这些结点的链路组成。结点包括路由器，交换机，计算机等。而因特网这个名词我们也很熟悉，它是世界上最大的互连网络，是由一个个网络通过路由器连接起来的更大的网络。所以我们经常所说的上网其实是上Internet网。

2. 网络体系结构

        说到网络，我们不得不说说网络体系结构。计算机网络是一个非常庞大、复杂的系统。别看我们现在使用操作电脑很简单，其实计算机需要进行许多复杂的操作，只是我们看不见而已。为了解决计算机通信的复杂性，就有人提出了分层的思想，分层就是将庞大复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，然后我们对这些问题进行研究处理。

        于是国际标准化组织(ISO)就提出了开放系统互连基本参考模型 OSI/RM，简称OSI。目的是让全世界任何一个地方的电脑，只要遵循这个标准就可以进行通信。但是由于OSI实现协议过于复杂，制定周期长，有些层次划分不合理，所以只是取得了理论成果，市场化失败。随着互联网的快速发展，TCP/IP模型成为被广泛运用的标准。下面我们说说OSI七层体系结构与TCP/IP体系结构：

        为了便于我们学习网络通信的原理，我们常常使用的是五层体系结构。

• 应用层

        应用层是体系结构的最高层。它的主要任务是通过应用进程的交互完成网络应用。这其实就是我们用户所能接触的一层，如我们常常访问互联网用的HTTP协议，发邮件用的SMTP协议，文件传输的FTP协议。它的交互数据单元是报文。

        应用层的协议：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。

• 运输层

        运输层的任务就是负责两台主机进程之间的通信提供传输服务，其实就是利用该层的服务传输应用层的报文。这里就有我们常常听说的两种协议：传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP。

        运输层常用的协议：

        1）TCP：面向连接的、可靠的数据传输，数据传输单位是报文段。

        2）UDP：面向无连接的、尽最大努力的数据传输，不保证可靠性，数据传输单元是用户数据报。

• 网络层

        网络层是负责不同主机通信服务。它是把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。分组，也就是数据传输单元称为IP数据报。

        网络层的协议：IP协议、ICMP、IGMP、ARP等。

• 数据链路层

        数据链路层负责在主机之间进行通信的过程中，有很多段链路，相邻结点之间传输数据服务。数据链路层将网络层交下来的IP数据报组装成帧，在相邻结点进行传送。数据传输单元就是帧，包括数据和控制信息。

        网络层的协议：PPP协议、CSMA/CD协议等。

• 物理层

        物理层负责在物理介质上面的传输任务。数据传输单元是比特。所用的物理媒介包括光缆、双绞线、无线通信、同轴电缆等。

3. 几个重要的概念

• 网络协议

        网络协议是为了进行网络中数据交换所建立的规则。它包括三个要素：语法（数据和控制信息的格式和结构）、语义（规定了怎么做、做什么、什么时候做）、同步（完成任务的顺序说明）。

• 实体

        实体是可发送或接受信息的硬件或软件进程。协议正是控制实体之间进行通信的规则。

• 分层

        在网络体系结构中，分层思想体现的淋漓尽致，这也给我们以后解决复杂问题有着很多启示。如我们的程序开发分前后端，后端代码又分controller、service、dao等等，我们都用到了。分层思想有很多好处：灵活性好，易于实现和维护，能促成标准化工作。