网络应用层和传输层

网络中有很多协议这些协议的不同导致了分层这一现象，不同层的主要功能不一样。

应用层：应用程序。数据具体如何使用

传输层：关注起点和终点

网络层：关注路径规划

数据链路层：关注相邻节点的转发

物理层：硬件设备

应用层

1.根据需求，明确要传输的信息

2.约定好信息按照什么格式来组织

 （和程序员接触最为密切）应用程序。在应用层中，很多时候程序员会自定义应用层协议的（也有一些现成的应用层协议）。不要神话自定义协议，协议就是规定，其规定了数据如何进行传输。

如日常生活中的点外卖，（会涉及程序和服务器之间进行的网络通信交互）当我们点开外卖软件，我们其程序读取我们的位置信息之后，程序会会发送请求发送我们的位置信息和用户信息（一般会有格式对于请求来说，这里使用文本的方式。三个属性，使用”，“来分隔）假设程序构造出1000，100，30这样一个字符串组成的代码块，将其写入到TCP socket 或者UDP的socket中，

商家就会回复一些响应（格式和上面一样）响应有商家列表，商家的名称，图片，距离，简介，评分。如

李四麻辣烫，图片，地址，1.2KM，麻辣烫性价比之王，4.8

王五麻辣香锅，图片，地址，1.0KM,麻辣香锅中的神，5。等这样的响应类似这样的过程，就是自定义协议。无论使用什么样的格式来进行组织，只要客户端和服务器这边能够对应互相回应就好。

这种通过文本的方式构造的协议，一般不这样使用，开发中常见的几种格式。

1.xml

很早之前组织网络的格式，现在很少应用于网络通信（maven,会使用其管理项目配置），是通过标签来组织数据。并且其是一个通用的数据格式，有什么标签，标签的作用都可以自己定义。

请求：

<request>

    <userld>10000</userld>

    <position>100,30</position>

</request>

优势

让数据的可读性变得更好。

劣性

标签写起来非常繁琐，传输的时候也占用更多的网络带宽。

2.json(当下最流行的一种数据组织格式)

{

        userld:"1000",

        position："20,23"

}

这种键值对结构{}将所有的键值对包裹起来。键值对之间使用”，“来进行分隔，键和值之间，使用”：“来进行分隔，键的格式固定为String类型，值无所谓。键得分号可以省略。

优势

可读性比较好；比xml简洁

劣势

会消耗额外得带宽（需要传输键得值），

注

虽然如此，json在网络通信中仍然非常流行，除非是一些对于性能要求比较高得场景不使用jspn之外其余很多地方都可以使用json.

3.protobuffer

于前两个相比，其（简称pb）使用二进制的方式来组织数据。可以保证带宽占用最低（将信息以二进制的形式压缩）

优势

占用带宽最低，传输效率最高，适合高性能场景

劣势

可读性差（二进制无法直接阅读），影响开发效率  

应用层也有一些现成的协议。最知名的，广泛使用的HTTP协议（超文本传输协议超文本不仅是文本还有图片视频音频等）

传输层

UDP：无连接，不可靠传输，面向数据报，全双工

TCP：连接，可靠传输，面向字节流，全双工

端口号

写一个服务器，必修手动指定一个端口号，通过端口号来区分当前这个主机的不同的应用程序

写一个客户端，客户端在通信的时候也会有一个端口号（代码感知不到），系统自动分配的

端口号固定2个字节表示的范围0~65535，一般情况下0不可用。1~1023称为”知名端口号“，给比较知名的一些服务器预留的(现在大部分当时知名的服务器已经不适用了，仍然在使用的22：ssh端口号，80：http服务器端口号443：https服务器端口号，使用服务器时也可以不使用这个端口号只是建议),1024~65535普通的端口号

UDP协议

前面分成四个部分，每个部分占2个字节。报头和载荷之间，可以认为是一个“字符串拼接”，这里是二进制的数据。

源IP目的IP不在这里，在网络层的IP协议中。

目的端口号后面是UDP报文长度：范围是0-65535 是64kb,因此使用UDP时很难表示一个较大的数据报。当一个业务的数据报已经接近64kb就需要要么将数据分成多个包，然后多个UDP传输但是开发成本和测试成本比较大（）拆包以及如何进行组包，要么就直接使用TCP，TCP没有包的大小限制。

注：那么能否对其进行升级将两个字节变为4个字节，不行技术上可以实现，但是如果升级需要将世界上的所有设备一起升级才可以，因为一边升级不行，数据无法处理，无法进行通信。

UDP报文长度后面是UDP的校验和：检验和是什么？在网络传输中，由于一些外部的干扰，可能会导致数据传输出错的情况。光信号/电信号  磁场，电场，高能离子的干扰下，会导致某个地方本来是传输低电平，在干扰下会变成高电平，造成比特翻转，所以就需要来验证数据是否传输错误。校验和就诞生了。

检验和本质上是一个字符串，其体积比原始数据更小，又通过原始数据生产的，原始数据相同得到的校验和一定相同，反之，校验和相同原始数据大概率相同（不同的概论很低）。

怎样基于校验和来完成数据校验？

1.发送方将要发送的数据整理好（data1），通过一定的算法，计算校验和（checksum1）

2.发送方将data1和checksum1一起通过网络发送过去

3.接受方收到数据，收到的数据称为(data2)可能与数据1不同了，收到checksum1

4接收方根据data2重写计算检验和（根据相同的算法），得到checksum2

5对比checksum1和checksum2是否相同。不同data1和data2一定不同

如果相同，data1和data2大概率相同（不相同概率很小忽略不计）

如果checksum1过来的是错误的那么检查是否和checksum2更不可能相同了

通过这样的方式，就能发现数据传输出错

校验和的计算也有很多算法，此处UDP使用的是CRC（循环冗余算法）

把当前要计算校验和的数据，每个字节，都进行累加，把结果保存到这两个字节变量中，累加过程中出现溢出没事。如果中间的某个数据，出现传输错误，第二次计算的校验和和第一次就会不一样。这种不是非常靠谱的，导致两个不同的数据，得到相同的校验和的概率比较大 。前面的字节少1后面的字节多一。

所以有更厉害的MD5算法和sha1算法这里只介绍MD5算法

MD5算法是需要一系列的公式来将其转化为md5的。

1.MD5定义：无论你的数据多长，计算得到的MD5都是固定长度。校验和本身就应该不长，要不然不方便网络传输。

2.分散：给定两个原始数据，哪怕绝大部分一样只有一个字节不同，得到的MD5值差距都会很大。因为这样的特性其也非常适用于hash算法。

3.不可逆：给原始数据计算MD5简单，反过来理论不可行，反过来计算的话计算量很庞大，超出算力极限

UDP特点在代码中感知的到 

1.无连接。UDP本身不会存储对端的信息，要在发送数据的时候，显示指定要传输给谁

 DatagramPacket requestPack = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.length(),InetAddress.getByName(sereveIp),serverPort);//创建一个数据报来传输用户的内容socket.send(requestPack);//向客户端传输

2.不可靠性（代码看不出来）

3.面向数据报。通过DatagramPacket类的对象构成的数据报进行传输

DatagramPacket requestPack = new DatagramPacket(request.getBytes(),request.length(),InetAddress.getByName(sereveIp),serverPort);//创建一个数据报来传输用户的内容socket.send(requestPack);//向客户端传输

4.全双工  socket既能传送又能接收

            socket.send(requestPack);//向客户端传输DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);socket.receive(responsePacket);//接收客户端返回的响应

基于UDP的应用层协议

NFS:网络文件系统

TETP:简单文件传输协议

DHCP:动态主机配置协议
BOOTP:启动协议(用于无盘设备启动)

DNS:域名解析协议

并且包含自己定义实现的。

有一些应用层协议,基于UDP来实现的.其实并不算很多.
相比于UDP来说,TCP在更多的情况下，是具有优势的.很多时候,都是优先考虑使用TCP