第二章 网络协议与计算机网络体系结构

一、网络通信的基本概念

网络协议是计算机网络中实现通信必须遵循的规则、标准和约定。它为不同设备之间的数据交换提供了统一的语言，确保信息能够准确、有序地在网络中传输。

二、OSI参考模型

OSI（开放系统互连）参考模型是国际标准化组织（ISO）提出的网络体系结构模型，将网络通信过程分为七个层次：

1. 物理层：负责比特流在物理介质上的传输
2. 数据链路层：提供节点到节点的可靠传输
3. 网络层：实现数据包的路由和转发
4. 传输层：提供端到端的通信服务
5. 会话层：管理通信会话的建立和维护
6. 表示层：处理数据格式转换和加密
7. 应用层：为用户应用程序提供网络服务接口

三、TCP/IP体系结构

TCP/IP协议族是互联网实际使用的协议体系，采用四层结构：

• 网络接口层：对应OSI的物理层和数据链路层
• 网际层：核心协议为IP协议，负责寻址和路由
• 传输层：主要包括TCP和UDP协议
• TCP：面向连接、可靠的传输协议

• UDP：无连接、高效的传输协议

• 应用层：包含HTTP、FTP、SMTP等应用协议

四、网络通信标准化组织

重要的国际标准化组织包括：

• ISO：国际标准化组织，制定OSI模型
• IEEE：电气和电子工程师协会，制定局域网标准
• IETF：互联网工程任务组，负责互联网标准制定
• ITU：国际电信联盟，负责电信标准

五、Java网络编程

Java提供了丰富的网络编程API，主要包包括：

1. java.net包：

• Socket和ServerSocket：实现TCP通信

• DatagramSocket：实现UDP通信

• URL和URLConnection：处理URL连接

1. 核心编程模式：

• 客户端编程：创建Socket连接服务器

• 服务器编程：创建ServerSocket监听端口

• 多线程服务器：处理并发连接

六、计算机系统服务

在网络环境中，计算机系统提供多种网络服务：

• 文件传输服务（FTP）
• 远程登录服务（Telnet、SSH）
• 邮件服务（SMTP、POP3、IMAP）
• Web服务（HTTP/HTTPS）
• 域名解析服务（DNS）

这些服务和协议共同构成了现代计算机网络的基础架构，为各种网络应用提供了可靠的支持。Java网络编程技术使得开发者能够方便地实现这些网络功能，构建分布式应用系统。