分布式系统详解--基础知识（通信）

2022-10-14 18:16:53 阅读：117 来源： 互联网

一。网络的基础知识

1.1 来个最基本的表格--OSI七层参考模型（我也借用一下网络上这张比较流行的图片，不明白？没事下面还有详细解释）

表1-1 OSI各层次关系表

层次数据格式功能典型设备（七）应用层（Application）数据用户接口：应用层是用户与网络，以及应用程序与网络间的直接接口，使得用户能够与网络进行交互式联系。实现各种服务：该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务。终端设备：（PC、手机、平板）等。（六）表示层（Presentation）数据（Date）数据格式处理：协商和建立数据交换的格式，解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。数据的编码：处理字符集和数字的转换。压缩和解压缩：为了减少数据的传输量，这一层还负责数据的压缩与恢复。数据的加密和解密：可以提高网络的安全性。终端设备：（PC、手机、平板）等。（五）会话层（Session）数据（Date）会话管理：组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。寻址：使用远程地址建立会话连接。出错控制：从逻辑上讲会话层主要负责数据交换的建立、保持和终止。终端设备：（PC、手机、平板）等。（四）传输层（Transport）数据组织成数据段传输连接管理：提供建立、维护和拆除传输连接的功能。传输层在网络层的基础上为高层提供“面向连接”和“面向无连接”服务。处理传输差错：通过这一层传输的数据将由目标设备确认，如果在指定的时间内未收到确认信息，数据将被重发终端设备：（PC、手机、平板）等。（三）网络层（Network）分割和重新组合数据包（Packet ）基于网络层地址（IP地址）进行网络系统间的路径选择。也就是说：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。路由器（二）数据链路层（Data Link） bit信息封住那个为数据帧（Frame）同个各种控制协议，将有差错的物理信道转化为无差错的、能可靠传输数据帧的数据连接网桥、交换机（一）物理层（Physical）传输bit流建立、维护和取消物理连接网卡、光纤、中继器

慢慢看就明白了，提前明白的童鞋们~可以稍作回顾......哈哈。

1.2 TCP/IP网络模型--四层

其实跟上面的差不多，不过这里还是简单介绍一下他们各自的简介~

网络接口层：又称“链路层”。作用：A.数据封装/解封装成帧(frame)。B.控制帧传输。C.流量控制。

网络层：又称“互联网层”。作用：IP地址分类、子网划分、IP路由。处理分组在网络中的活动。

传输层：作用：两台主机上的应用程序提供端到端的通信。

应用层：负责处理特定的应用程序细节。

二、I/O通信模型

同步、异步、阻塞、非阻塞的定义。可以说一大堆了。简单介绍个例子。

小明喜欢喝豆浆，也喜欢喝牛奶。于是，他就买了一个豆浆机，还养了两头奶牛~~

同步阻塞：小明早上想喝豆浆，于是他去先去豆浆机那里磨豆浆，一直看着豆浆磨好之后，他才去做别的事情。

同步非阻塞：小明早上想喝豆浆，于是他去先去豆浆机那里磨豆浆，豆浆机开动后，隔上一段时间回来一趟看看磨好了没。

异步非阻塞：小明早上想喝豆浆，还想喝牛奶，他买了个豆浆机还买了个自动挤奶器，于是他只负责将豆子放在豆浆机，让牛到自动挤奶器旁边，等到豆浆机停下了，挤奶器停下了，小明就知道它的早餐好了，小明很满足~~

三、进入Java NIO

3.1 Java NIO的定义：

什么是NIO呢？来看看他的全拼（java non-blocking IO（实际上是 new io））提供支持的数据容器，使用它可以提供非阻塞式的高伸缩性网络。

NIO的特点：

A、既可以从通道中读取数据，又可以写数据到通到。流的读写通常是单项的。

B、通道可以异步读写

C、通道中的数据总是要先读到一个Buffer，或者总是要从一个Buffer中写入。

3.2 Java NIO和IO的对比

IO NIO 面向流面向缓冲阻塞IO 非阻塞IO 无选择器

NIO有三个核心部分组成：

（1）Channel

FileChannel 从文件中读写数据。

DatagramChannel 能通过UDP读写网络中的数据。

SocketChannel 能通过TCP读写网络中的数据。

ServerSocketChannel可以监听新进来的TCP连接，像Web服务器那样。对每一个新进来的连接都会创建一个SocketChannel。

RandomAccessFile aFile = new RandomAccessFile("data/nio-data.txt", "rw");
FileChannel inChannel = aFile.getChannel();

（2）Buffer

ByteBuffer buf = ByteBuffer.allocate(48);

写入数据到Buffer
调用flip()方法
从Buffer中读取数据
调用clear()方法或者compact()方法

（3）Selector

Selector selector = Selector.open();
channel.configureBlocking(false);
SelectionKey key = channel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
while(true) {
  int readyChannels = selector.select();
  if(readyChannels == 0) continue;
  Set selectedKeys = selector.selectedKeys();
  Iterator keyIterator = selectedKeys.iterator();
  while(keyIterator.hasNext()) {
  SelectionKey key = keyIterator.next();
  .........
  keyIterator.remove();
 }
}

在这里我们看Selector，如果要使用他，我们需要进行注册Channel，调用其select()方法。

四、RPC(Remote Procedure Call Protocol)--远程过程调用协议

相信有一些童鞋已经对于RPC的已经有了一些初步了解，在这里还是简单介绍一下。

RPC定义：两台服务器A，B，一个应用部署在A服务器上，想要调用B服务器上应用提供的函数/方法（进程），由于不在一个内存空间，不能直接调用，需要通过网络来表达调用的语义和传达调用的数据。而RPC就是客户端在不知道调用细节的情况下，调用存在于远程计算机上的某个对象，就想调用本地对象一样。

还是找个中文的图比较好接受~~

远程调用流程图

我们分析一下这十个步骤：

1，客户函数以正常的方式调用客户句柄。

2，客户句柄生成一个消息，调用本地的操作系统。

3，客户端将本地的消息推送到远程的操作系统。

4，远程的操作系统将消息交给了客户句柄。

5，客户句柄将参数提取出来，调用服务器。

6-10步重复上面的操作回到了客户函数。

那么RPC是做了什么呢？封装图上的2~8步。

所以看完这篇文章我们也就应该明白了，想要进行分布式搭建，那么就势必有着服务器之间的通信问题需要的着解决。通信问题又是非常重要的，所以简单介绍了一下网络的基础知识，我们从客户端传输的信息是如何进行传输的，在这里就利用到了I/O技术和NIO技术。进行一套通信又是如此的繁杂，在服务器之间的联系上需要经过十步操作才能到达发送端，那么有一些不需要我们进行必须操作，那么RPC就来了，他成功的帮助了我们解决掉了主机与主机间间通讯的问题，不得不说现在也有一些成熟的框架，比如说Dubbo，它的底层也是基于netty.....

okok..今天又涨姿势了

关于Dubbo的文章之后会有详细的讲解，敬请期待~~~

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