我竟然到現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)《Fundamental Networking in Java》這本神作，真有點(diǎn)無(wú)地自容的感覺(jué)。最近幾年做的都是所謂的企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)，免不了和網(wǎng)絡(luò)打交道，但在實(shí)際工作中，往往會(huì)采用框架將底層細(xì)節(jié)和上層應(yīng)用隔離開(kāi)，感覺(jué)就像是在一個(gè) Word 模板表單里面填寫(xiě)內(nèi)容，做出來(lái)也沒(méi)什么成就感。雖然沒(méi)有不使用框架的理由，但我還真是有點(diǎn)懷念當(dāng)初直接用套接字做網(wǎng)絡(luò)編程的日子，既能掌控更多東西，還可以學(xué)到更多知識(shí)，為研究框架的實(shí)現(xiàn)原理打基礎(chǔ)。閑話完畢，轉(zhuǎn)入今天的正題：IP（Internet Protocol，互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）。
IP 基礎(chǔ)知識(shí)
說(shuō)到 IP，大多數(shù)人的第一反應(yīng)估計(jì)都是 IP 地址。其實(shí) IP 是一種協(xié)議，IP 地址只是協(xié)議的一部分。《RFC 791 - INTERNET PROTOCOL》說(shuō)：“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是為在包交換計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)系統(tǒng)中使用而設(shè)計(jì)的?！盜P 包含三方面的功能：
- 用于查找主機(jī)的尋址系統(tǒng)
- 包格式的定義
- 傳輸和接收包的規(guī)則
IP 的相關(guān) Java 類
從 Java 的角度來(lái)看上面說(shuō)到的三個(gè)功能，只有第一個(gè)是開(kāi)發(fā)人員需要關(guān)心的。另外兩個(gè)都依賴底層系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，JDK 也沒(méi)有提供相關(guān)的類去操作。下面一一介紹 JDK 提供的用于處理 IP 地址的類。
InetAddress
此類用來(lái)表示 IP 地址，它有兩個(gè)子類：Inet4Address 和 Inet6Address，分別用于處理 IPv4 和 IPv6 兩個(gè)版本。在實(shí)際應(yīng)用中，InetAddress 足以應(yīng)付絕大多數(shù)情況。它提供了一些靜態(tài)方法來(lái)構(gòu)造實(shí)例，能根據(jù)參數(shù)格式自動(dòng)識(shí)別 IP 版本：
public static InetAddress[] getAllByName(String host) throws UnknownHostException- 解析指定的主機(jī)地址，并返回其所有的 IP 地址；如果傳入 IP 地址字符串，則只會(huì)校驗(yàn)格式，返回的數(shù)組也只包含一個(gè)代表該 IP 地址的實(shí)例。例如，想看看谷歌有多少馬甲的話，
InetAddress.getAllByName("www.google.com") 就可以了。
public static InetAddress getByAddress(byte[] addr) throws UnknownHostException- 用表示 IP 地址的字節(jié)數(shù)組（專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱為“原始 IP 地址”）構(gòu)造一個(gè)實(shí)例。IPv4 地址必須是 4 個(gè)字節(jié)，IPv6 必須 16 個(gè)。不常用。
public static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) throws UnknownHostException- 用主機(jī)地址和原始 IP 地址構(gòu)造一個(gè)實(shí)例。此方法應(yīng)該慎用，因?yàn)樗粫?huì)對(duì)主機(jī)名進(jìn)行解析。即使主機(jī)名為 IP 地址字符串，也不會(huì)檢查是否與字節(jié)數(shù)組一致。
public static InetAddress getByName(String host) throws UnknownHostException- 用主機(jī)地址構(gòu)造一個(gè)實(shí)例，也可以直接傳入 IP 地址字符串，等同于
getAllByName(host)[0]。
public static InetAddress getLocalHost() throws UnknownHostException- 返回本機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的地址。
public static InetAddress getLoopbackAddress()- 返回環(huán)回地址
127.0.0.1，不拋出異常，等同于 getByName("localhost")（不要和 getLocalHost() 搞混）。環(huán)回地址使主機(jī)能夠自己連接自己，常被用來(lái)對(duì)在同一臺(tái)機(jī)器上測(cè)試網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。在 IPv4 中，環(huán)回地址的網(wǎng)段為 127.0.0.0/8，通常用 127.0.0.1；IPv6 中只有一個(gè) ::1。
接下來(lái)看看 InetAddress 中定義的部分實(shí)例方法：
public byte[] getAddress()- 返回原始 IP 地址。
public String getCanonicalHostName()- 返回全限定域名。這個(gè)方法可以用來(lái)探查實(shí)際的主機(jī)名，例如
InetAddress.getByName("www.google.com").getCanonicalHostName() 返回 we-in-f99.1e100.net。
public String getHostAddress()- 返回構(gòu)造時(shí)傳入的主機(jī)地址。
public String getHostName()- 返回主機(jī)名。如果構(gòu)造時(shí)傳入的主機(jī)地址為 IP 地址字符串，則調(diào)用
getCanonicalHostName()，否則直接返回構(gòu)造時(shí)傳入的主機(jī)地址。
public boolean isAnyLocalAddress()- 檢查是否為通配符地址。通配符地址為
0.0.0.0（IPv4）或 ::0（IPv6），代表所有的本地 IP 地址。例如，假設(shè)電腦有兩塊網(wǎng)卡，各有一個(gè)地址，如果想讓一個(gè)程序同時(shí)監(jiān)聽(tīng)這兩個(gè)地址，就需要用通配符地址。
public boolean isLinkLocalAddress()- 檢查是否為鏈路本地地址。IPv4 里定義為地址段
169.254.0.0/16，Ipv6 里是以 fe80::/64 為前綴的地址。在電腦沒(méi)聯(lián)網(wǎng)的時(shí)候查看本機(jī) IP，就能看到這種地址。
public boolean isLoopbackAddress()- 檢查是否為環(huán)回地址。
public boolean isSiteLocalAddress()- 檢查是否為站點(diǎn)本地地址。站點(diǎn)本地地址這個(gè)名詞實(shí)際上已經(jīng)過(guò)時(shí)了，現(xiàn)在叫唯一本地地址。IPv4 中未定義；IPv6 中定義為地址段
fc00::/7。這些地址用于私有網(wǎng)絡(luò)，例如企業(yè)內(nèi)部的局域網(wǎng)。
此外還有一些有關(guān)多播地址的方法，暫時(shí)略過(guò)。
JDK 默認(rèn)同時(shí)支持 IPv4 和 IPv6。如果只想使用一種，可以根據(jù)情況將 java.net.preferIPv4Stack 或 java.net.preferIPv6Addresses 這兩個(gè)系統(tǒng)屬性之一設(shè)為 true。兩個(gè)屬性的默認(rèn)值都為 false。一般來(lái)說(shuō)不需要去驚動(dòng)它們。
SocketAddress
該類是一個(gè)空殼，事實(shí)上應(yīng)用程序使用的是它的唯一子類 InetSocketAddress，目前還看不出這樣設(shè)計(jì)有什么意義。該類只不過(guò)在 InetAddress 的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)端口屬性。
NetworkInterface
該類代表網(wǎng)絡(luò)接口，例如一塊網(wǎng)卡。一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口可以綁定一些 IP 地址。具有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口的主機(jī)被稱為多宿主主機(jī)。下面的代碼可打印出所有本機(jī)網(wǎng)絡(luò)接口的信息：
for (NetworkInterface ni : Collections.list(NetworkInterface.getNetworkInterfaces())) {
System.out.println(ni);
for (InterfaceAddress ia : ni.getInterfaceAddresses()) {
System.out.println("\t" + ia);
}
System.out.println();
}
在我的筆記本上運(yùn)行結(jié)果為：
name:lo (Software Loopback Interface 1)
/127.0.0.1/8 [/127.255.255.255]
/0:0:0:0:0:0:0:1/128 [null]
name:net0 (WAN Miniport (SSTP))
name:net1 (WAN Miniport (L2TP))
name:net2 (WAN Miniport (PPTP))
name:ppp0 (WAN Miniport (PPPOE))
name:eth0 (WAN Miniport (IPv6))
name:eth1 (WAN Miniport (Network Monitor))
name:eth2 (WAN Miniport (IP))
name:ppp1 (RAS Async Adapter)
name:net3 (WAN Miniport (IKEv2))
name:net4 (Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN)
/fe80:0:0:0:288a:2daf:3549:1811%11/64 [null]
name:eth3 (Broadcom NetXtreme 57xx Gigabit Controller)
/10.140.1.133/24 [/10.140.1.255]
/fe80:0:0:0:78c7:e420:1739:f947%12/64 [null]
name:net5 (Teredo Tunneling Pseudo-Interface)
/fe80:0:0:0:e0:0:0:0%13/64 [null]
name:net6 (Bluetooth Device (RFCOMM Protocol TDI))
name:eth4 (Bluetooth Device (Personal Area Network))
name:eth5 (Cisco AnyConnect VPN Virtual Miniport Adapter for Windows x64)
name:net7 (Microsoft ISATAP Adapter)
/fe80:0:0:0:0:5efe:a8c:185%17/128 [null]
name:net8 (Microsoft ISATAP Adapter #2)
name:net9 (Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN-QoS Packet Scheduler-0000)
name:eth6 (Broadcom NetXtreme 57xx Gigabit Controller-TM NDIS Sample LightWeight Filter-0000)
name:eth7 (Broadcom NetXtreme 57xx Gigabit Controller-QoS Packet Scheduler-0000)
name:eth8 (Broadcom NetXtreme 57xx Gigabit Controller-WFP LightWeight Filter-0000)
name:eth9 (WAN Miniport (Network Monitor)-QoS Packet Scheduler-0000)
name:eth10 (WAN Miniport (IP)-QoS Packet Scheduler-0000)
name:eth11 (WAN Miniport (IPv6)-QoS Packet Scheduler-0000)
name:net10 (Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN-Native WiFi Filter Driver-0000)
name:net11 (Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN-TM NDIS Sample LightWeight Filter-0000)
name:net12 (Intel(R) Wireless WiFi Link 4965AGN-WFP LightWeight Filter-0000)