网络程序设计基础
网络程序设计编写的是与其他计算机进行通信的程序。Java 已经将网络程序需要的元素封装成不同的类，用户只要创建这些类的对象，使用相应的方法，即使不具备有关的网络知识，也可以编写出高质量的网络通信程序。
局域网与互联网
为了实现两台计算机的通信，必须用一个网络线路连接两台计算机，如图22.1所示。
服务器是指提供信息的计算机或程序，客户机是指请求信息的计算机或程序。网络用于连接服务器与客户机，实现二者间的相互通信。但是，有时在某个网络中很难将服务器与客户机区分开。我们通常所说的局域网(local area network，LAN)，就是一群通过一定形式连接起来的计算机，它可以由两台计算机组成，也可以由同一区域内的若干台计算机组成。将 LAN 延伸到更大的范围，这样的网络被称为广域网(wide area network，WAN)。我们熟悉的互联网(internet)，就是由无数的 LAN 和 WAN 组成的。
网络协议
网络协议规定了计算机之间连接的物理、机械（网线与网卡的连接规定）、电气（有效的电平范围）等特征，计算机之间的相互寻址规则，数据发送冲突的解决方式，长数据如何分段传送与接收等内容。就像不同的国家有不同的法律一样，目前网络协议也有多种。下面简单地介绍几个常用的网络协议。
IP协议
IP 是 internet protocol 的简称，是一种网络协议。internet 网络采用的协议是 TCP/IP 协议，其全称是 transmission control protocol/internet protocol。internet 依靠 TCP/IP 协议，在全球范围内实现了不同硬件结构、不同操作系统、不同网络系统间的互联。在 internet 网络上存在着数以亿计的主机，每台主机都用网络为其分配的 internet 地址代表自己，这个地址就是 IP 地址。到目前为止，IP 地址用 4 个字节，也就是用 32 位的二进制数来表示的，被称为 IPv4。为了便于使用，通常取用每个字节的十进制数，并且每个字节之间用圆点隔开来表示 IP 地址，如 192.168.1.1。现在人们正在试验使用 16 个字节来表示 IP 地址，这就是 IPv6，但 IPv6 还没有投入使用。
TCP/IP 模式是一种层次结构，共分为4层，分别为应用层、传输层、互联网层和网络层。各层实现特定的功能，提供特定的服务和访问接口，并具有相对的独立性，如图22.2所示。
TCP与UDP协议
在 TCP/IP 协议栈中，有两个高级协议是网络应用程序编写者应该了解的，即传输控制协议(transmission control protocol，TCP)与用户数据报协议(user datagram protocol，UDP)。
TCP 协议是一种以固接连线为基础的协议，它提供两台计算机间可靠的数据传送。TCP 可以保证数据从一端送至连接的另一端时，能够确实送达，而且抵达的数据的排列顺序和送出时的顺序相同。因此，TCP 协议适合可靠性要求比较高的场合。就像拨打电话，必须先拨号给对方，等两端确定连接后，相互才能听到对方说话，也知道对方回应的是什么。
HTTP、FTP 和 Telnet 等都需要使用可靠的通信频道。例如，HTTP 从某个 URL 读取数据时，如果收到的数据顺序与发送时不相同，可能就会出现一个混乱的 HTML 文件或是一些无效的信息。
UDP 是无连接通信协议，不保证数据的可靠传输，但能够向若干个目标发送数据，或接收来自若干个源的数据。UDP 以独立发送数据包的方式进行。这种方式就像邮递员送信给收信人，可以寄出很多信给同一个人，且每一封信都是相对独立的，各封信送达的顺序并不重要，收信人接收信件的顺序也不能保证与寄出信件的顺序相同。
UDP 协议适合于一些对数据准确性要求不高，但对传输速度和时效性要求非常高的网站，如网络聊天室、在线影片等。这是由于 TCP 协议在认证上存在额外耗费，可能使传输速度减慢，而 UDP 协议即使有一小部分数据包遗失或传送顺序有所不同，也不会严重危害该项通信。
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一些防火墙和路由器会设置成不允许 UDP 数据包传输，因此若遇到 UDP 连接方面的问题，应先确定所在网络是否允许 UDP 协议。 |
端口与套接字
一般而言，一台计算机只有单一的连到网络的物理连接(physical connection)，所有的数据都通过此连接对内、对外送达特定的计算机，这就是端口。网络程序设计中的端口(port)并非真实的物理存在，而是一个假想的连接装置。端口被规定为一个为 0～65535 的整数。HTTP 服务一般使用 80 端口，FTP 服务使用 21 端口。假如一台计算机提供了 HTTP、FTP 等多种服务，那么客户机会通过不同的端口来确定连接到服务器的哪项服务上，如图22.3所示。
通常，0～1023 的端口数用于一些知名的网络服务和应用，用户的普通网络应用程序应该使用 1024 以上的端口数，以避免端口号与另一个应用或系统服务使用的端口号冲突。
网络程序中的套接字(socket)用于将应用程序与端口连接起来。套接字是一个假想的连接装置，就像插座一样可连接电器与电线，如图22.4所示。Java 将套接字抽象化为类，程序设计者只需创建 Socket 类对象，即可使用套接字。
