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网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收,中间传输为物理线路的作用。网络编程最主要的工作就是在发送端把信息通过规定好的协议进行组装包,在接收端按照规定好的协议把包进行解析,从而提取出对应的信息,达到通信的目的。中间最主要的就是数据包的组装,数据包的过滤,数据包的捕获,数据包的分析,当然最后再做一些处理,代码、开发工具、数据库、服务器架设和网页设计这5部分你都要接触。 展开全文
网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收,中间传输为物理线路的作用。网络编程最主要的工作就是在发送端把信息通过规定好的协议进行组装包,在接收端按照规定好的协议把包进行解析,从而提取出对应的信息,达到通信的目的。中间最主要的就是数据包的组装,数据包的过滤,数据包的捕获,数据包的分析,当然最后再做一些处理,代码、开发工具、数据库、服务器架设和网页设计这5部分你都要接触。
信息
含    义
使用套接字来达到进程间通信
中文名
网络编程
性    质
编程方式
外文名
WINSOCK; LINUX
代码分类
静态代码、动态代码等
网络编程代码分类
静态代码是服务器不解析直接发送给客户端的部分,用做布局效果,一般不用于数据库操作静态代码分html,javascript,css等,其中 [1]  html语言是基础,要学网络编程就先学html语言.javascript用于实现某些特效,css是样式语言.这3个语言组合起来,可以设计出美妙的网页效果动态代码是服务器需要解析的部分,用作数据库连接操作等.有php,jsp,asp这几种语言你只用先学一种就可.如果是想快速入门,建议先学asp,如果想学了找工作等,建议学php或jsp,开发工具有很多种,我推荐一种,网络3剑客,其中dw是开发代码的,fw是做图的.flash是做动画的.数据库要结合你学的动态语言来选择,asp系列的,你可以使用access,大型点使用mySQL.php和mySQL是很好的搭档.服务器架设也是结合你学的动态语言的,windows下安装iis很方便,iis可以运行asp,安装.net框架后能运行,这两者架设相对简单,也是我推荐你入门学asp的原因.php一般安装apache服务器,jsp一般安装tomcat服务器.只有架设好服务器,才能浏览动态语言编写的程序.虽然是编程,但是总会涉及到网页设计部分,还是要去学学怎么简单的作图和动画。
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  • 本课程包含了socket网络编程常用的所有特性,包括tcp、udp协议的基础编程,广播包,超时连接,多路复用,高并发的epoll多路复用,多线程的服务端。课程讲解理论与实践相结合,实践以代码延时讲解为主。
  • 话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。 ——有感于实际编程和开源项目研究。 我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,浏览器的进程怎么与...

    “一切皆Socket!”

    话虽些许夸张,但是事实也是,现在的网络编程几乎都是用的socket。

    ——有感于实际编程和开源项目研究。

    我们深谙信息交流的价值,那网络中进程之间如何通信,如我们每天打开浏览器浏览网页时,浏览器的进程怎么与web服务器通信的?当你用QQ聊天时,QQ进程怎么与服务器或你好友所在的QQ进程通信?这些都得靠socket?那什么是socket?socket的类型有哪些?还有socket的基本函数,这些都是本文想介绍的。本文的主要内容如下:

    • 1、网络中进程之间如何通信?
    • 2、Socket是什么?
    • 3、socket的基本操作
      • 3.1、socket()函数
      • 3.2、bind()函数
      • 3.3、listen()、connect()函数
      • 3.4、accept()函数
      • 3.5、read()、write()函数等
      • 3.6、close()函数
    • 4、socket中TCP的三次握手建立连接详解
    • 5、socket中TCP的四次握手释放连接详解
    • 6、一个例子(实践一下)
    • 7、留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!

    1、网络中进程之间如何通信?

    本地的进程间通信(IPC)有很多种方式,但可以总结为下面4类:

    • 消息传递(管道、FIFO、消息队列)
    • 同步(互斥量、条件变量、读写锁、文件和写记录锁、信号量)
    • 共享内存(匿名的和具名的)
    • 远程过程调用(Solaris门和Sun RPC)

    但这些都不是本文的主题!我们要讨论的是网络中进程之间如何通信?首要解决的问题是如何唯一标识一个进程,否则通信无从谈起!在本地可以通过进程PID来唯一标识一个进程,但是在网络中这是行不通的。其实TCP/IP协议族已经帮我们解决了这个问题,网络层的“ip地址可以唯一标识网络中的主机,而传输层的“协议+端口可以唯一标识主机中的应用程序(进程)。这样利用三元组(ip地址,协议,端口)就可以标识网络的进程了,网络中的进程通信就可以利用这个标志与其它进程进行交互。

    使用TCP/IP协议的应用程序通常采用应用编程接口:UNIX  BSD的套接字(socket)和UNIX System V的TLI(已经被淘汰),来实现网络进程之间的通信。就目前而言,几乎所有的应用程序都是采用socket,而现在又是网络时代,网络中进程通信是无处不在,这就是我为什么说“一切皆socket”。

    2、什么是Socket?

    上面我们已经知道网络中的进程是通过socket来通信的,那什么是socket呢?socket起源于Unix,而Unix/Linux基本哲学之一就是“一切皆文件”,都可以用“打开open –> 读写write/read –> 关闭close”模式来操作。我的理解就是Socket就是该模式的一个实现,socket即是一种特殊的文件,一些socket函数就是对其进行的操作(读/写IO、打开、关闭),这些函数我们在后面进行介绍。

    socket一词的起源

    在组网领域的首次使用是在1970年2月12日发布的文献IETF RFC33中发现的,撰写者为Stephen Carr、Steve Crocker和Vint Cerf。根据美国计算机历史博物馆的记载,Croker写道:“命名空间的元素都可称为套接字接口。一个套接字接口构成一个连接的一端,而一个连接可完全由一对套接字接口规定。”计算机历史博物馆补充道:“这比BSD的套接字接口定义早了大约12年。”

    3、socket的基本操作

    既然socket是“open—write/read—close”模式的一种实现,那么socket就提供了这些操作对应的函数接口。下面以TCP为例,介绍几个基本的socket接口函数。

    3.1、socket()函数

    int socket(int domain, int type, int protocol);

     socket函数对应于普通文件的打开操作。普通文件的打开操作返回一个文件描述字,而socket()用于创建一个socket描述符(socket descriptor),它唯一标识一个socket。这个socket描述字跟文件描述字一样,后续的操作都有用到它,把它作为参数,通过它来进行一些读写操作。

    正如可以给fopen的传入不同参数值,以打开不同的文件。创建socket的时候,也可以指定不同的参数创建不同的socket描述符,socket函数的三个参数分别为:

    • domain:即协议域,又称为协议族(family)。常用的协议族有,AF_INETAF_INET6AF_LOCAL(或称AF_UNIX,Unix域socket)、AF_ROUTE等等。协议族决定了socket的地址类型,在通信中必须采用对应的地址,如AF_INET决定了要用ipv4地址(32位的)与端口号(16位的)的组合、AF_UNIX决定了要用一个绝对路径名作为地址。
    • type:指定socket类型。常用的socket类型有,SOCK_STREAMSOCK_DGRAMSOCK_RAWSOCK_PACKETSOCK_SEQPACKET等等(socket的类型有哪些?)。
    • protocol:故名思意,就是指定协议。常用的协议有,IPPROTO_TCPIPPTOTO_UDPIPPROTO_SCTPIPPROTO_TIPC等,它们分别对应TCP传输协议、UDP传输协议、STCP传输协议、TIPC传输协议(这个协议我将会单独开篇讨论!)。

    注意:并不是上面的type和protocol可以随意组合的,如SOCK_STREAM不可以跟IPPROTO_UDP组合。当protocol为0时,会自动选择type类型对应的默认协议。

    当我们调用socket创建一个socket时,返回的socket描述字它存在于协议族(address family,AF_XXX)空间中,但没有一个具体的地址。如果想要给它赋值一个地址,就必须调用bind()函数,否则就当调用connect()listen()时系统会自动随机分配一个端口。

    3.2、bind()函数

    正如上面所说bind()函数把一个地址族中的特定地址赋给socket。例如对应AF_INETAF_INET6就是把一个ipv4或ipv6地址和端口号组合赋给socket。

    int bind(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    函数的三个参数分别为:

    • sockfd:即socket描述字,它是通过socket()函数创建了,唯一标识一个socket。bind()函数就是将给这个描述字绑定一个名字。
    • addr:一个const struct sockaddr *指针,指向要绑定给sockfd的协议地址。这个地址结构根据地址创建socket时的地址协议族的不同而不同,如ipv4对应的是: 
      struct sockaddr_in {
          sa_family_t    sin_family; /* address family: AF_INET */
          in_port_t      sin_port;   /* port in network byte order */
          struct in_addr sin_addr;   /* internet address */
      };
      
      /* Internet address. */
      struct in_addr {
          uint32_t       s_addr;     /* address in network byte order */
      };

      ipv6对应的是: 

      struct sockaddr_in6 { 
          sa_family_t     sin6_family;   /* AF_INET6 */ 
          in_port_t       sin6_port;     /* port number */ 
          uint32_t        sin6_flowinfo; /* IPv6 flow information */ 
          struct in6_addr sin6_addr;     /* IPv6 address */ 
          uint32_t        sin6_scope_id; /* Scope ID (new in 2.4) */ 
      };
      
      struct in6_addr { 
          unsigned char   s6_addr[16];   /* IPv6 address */ 
      };

      Unix域对应的是: 

      #define UNIX_PATH_MAX    108
      
      struct sockaddr_un { 
          sa_family_t sun_family;               /* AF_UNIX */ 
          char        sun_path[UNIX_PATH_MAX];  /* pathname */ 
      };

       

    • addrlen:对应的是地址的长度。

    通常服务器在启动的时候都会绑定一个众所周知的地址(如ip地址+端口号),用于提供服务,客户就可以通过它来接连服务器;而客户端就不用指定,有系统自动分配一个端口号和自身的ip地址组合。这就是为什么通常服务器端在listen之前会调用bind(),而客户端就不会调用,而是在connect()时由系统随机生成一个。

    网络字节序与主机字节序

    主机字节序就是我们平常说的大端和小端模式:不同的CPU有不同的字节序类型,这些字节序是指整数在内存中保存的顺序,这个叫做主机序。引用标准的Big-Endian和Little-Endian的定义如下:

      a) Little-Endian就是低位字节排放在内存的低地址端,高位字节排放在内存的高地址端。

      b) Big-Endian就是高位字节排放在内存的低地址端,低位字节排放在内存的高地址端。

    网络字节序:4个字节的32 bit值以下面的次序传输:首先是0~7bit,其次8~15bit,然后16~23bit,最后是24~31bit。这种传输次序称作大端字节序。由于TCP/IP首部中所有的二进制整数在网络中传输时都要求以这种次序,因此它又称作网络字节序。字节序,顾名思义字节的顺序,就是大于一个字节类型的数据在内存中的存放顺序,一个字节的数据没有顺序的问题了。

    所以:在将一个地址绑定到socket的时候,请先将主机字节序转换成为网络字节序,而不要假定主机字节序跟网络字节序一样使用的是Big-Endian。由于这个问题曾引发过血案!公司项目代码中由于存在这个问题,导致了很多莫名其妙的问题,所以请谨记对主机字节序不要做任何假定,务必将其转化为网络字节序再赋给socket。

    3.3、listen()、connect()函数

    如果作为一个服务器,在调用socket()bind()之后就会调用listen()来监听这个socket,如果客户端这时调用connect()发出连接请求,服务器端就会接收到这个请求。

    int listen(int sockfd, int backlog);
    int connect(int sockfd, const struct sockaddr *addr, socklen_t addrlen);

    listen函数的第一个参数即为要监听的socket描述字,第二个参数为相应socket可以排队的最大连接个数。socket()函数创建的socket默认是一个主动类型的,listen函数将socket变为被动类型的,等待客户的连接请求。

    connect函数的第一个参数即为客户端的socket描述字,第二参数为服务器的socket地址,第三个参数为socket地址的长度。客户端通过调用connect函数来建立与TCP服务器的连接。

    3.4、accept()函数

    TCP服务器端依次调用socket()bind()listen()之后,就会监听指定的socket地址了。TCP客户端依次调用socket()connect()之后就想TCP服务器发送了一个连接请求。TCP服务器监听到这个请求之后,就会调用accept()函数取接收请求,这样连接就建立好了。之后就可以开始网络I/O操作了,即类同于普通文件的读写I/O操作。

    int accept(int sockfd, struct sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);

    accept函数的第一个参数为服务器的socket描述字,第二个参数为指向struct sockaddr *的指针,用于返回客户端的协议地址,第三个参数为协议地址的长度。如果accpet成功,那么其返回值是由内核自动生成的一个全新的描述字,代表与返回客户的TCP连接。

    注意:accept的第一个参数为服务器的socket描述字,是服务器开始调用socket()函数生成的,称为监听socket描述字;而accept函数返回的是已连接的socket描述字。一个服务器通常通常仅仅只创建一个监听socket描述字,它在该服务器的生命周期内一直存在。内核为每个由服务器进程接受的客户连接创建了一个已连接socket描述字,当服务器完成了对某个客户的服务,相应的已连接socket描述字就被关闭。

    3.5、read()、write()等函数

    万事具备只欠东风,至此服务器与客户已经建立好连接了。可以调用网络I/O进行读写操作了,即实现了网咯中不同进程之间的通信!网络I/O操作有下面几组:

    • read()/write()
    • recv()/send()
    • readv()/writev()
    • recvmsg()/sendmsg()
    • recvfrom()/sendto()

    我推荐使用recvmsg()/sendmsg()函数,这两个函数是最通用的I/O函数,实际上可以把上面的其它函数都替换成这两个函数。它们的声明如下:

           #include <unistd.h>
    
           ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
           ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
    
           #include <sys/types.h>
           #include <sys/socket.h>
    
           ssize_t send(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags);
           ssize_t recv(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags);
    
           ssize_t sendto(int sockfd, const void *buf, size_t len, int flags,
                          const struct sockaddr *dest_addr, socklen_t addrlen);
           ssize_t recvfrom(int sockfd, void *buf, size_t len, int flags,
                            struct sockaddr *src_addr, socklen_t *addrlen);
    
           ssize_t sendmsg(int sockfd, const struct msghdr *msg, int flags);
           ssize_t recvmsg(int sockfd, struct msghdr *msg, int flags);

    read函数是负责从fd中读取内容.当读成功时,read返回实际所读的字节数,如果返回的值是0表示已经读到文件的结束了,小于0表示出现了错误。如果错误为EINTR说明读是由中断引起的,如果是ECONNREST表示网络连接出了问题。

    write函数将buf中的nbytes字节内容写入文件描述符fd.成功时返回写的字节数。失败时返回-1,并设置errno变量。 在网络程序中,当我们向套接字文件描述符写时有俩种可能。1)write的返回值大于0,表示写了部分或者是全部的数据。2)返回的值小于0,此时出现了错误。我们要根据错误类型来处理。如果错误为EINTR表示在写的时候出现了中断错误。如果为EPIPE表示网络连接出现了问题(对方已经关闭了连接)。

    其它的我就不一一介绍这几对I/O函数了,具体参见man文档或者baidu、Google,下面的例子中将使用到send/recv。

    3.6、close()函数

    在服务器与客户端建立连接之后,会进行一些读写操作,完成了读写操作就要关闭相应的socket描述字,好比操作完打开的文件要调用fclose关闭打开的文件。

    #include <unistd.h>
    int close(int fd);

    close一个TCP socket的缺省行为时把该socket标记为以关闭,然后立即返回到调用进程。该描述字不能再由调用进程使用,也就是说不能再作为read或write的第一个参数。

    注意:close操作只是使相应socket描述字的引用计数-1,只有当引用计数为0的时候,才会触发TCP客户端向服务器发送终止连接请求。

    4、socket中TCP的三次握手建立连接详解

    我们知道tcp建立连接要进行“三次握手”,即交换三个分组。大致流程如下:

    • 客户端向服务器发送一个SYN J
    • 服务器向客户端响应一个SYN K,并对SYN J进行确认ACK J+1
    • 客户端再想服务器发一个确认ACK K+1

    只有就完了三次握手,但是这个三次握手发生在socket的那几个函数中呢?请看下图:

    image

    图1、socket中发送的TCP三次握手

    从图中可以看出,当客户端调用connect时,触发了连接请求,向服务器发送了SYN J包,这时connect进入阻塞状态;服务器监听到连接请求,即收到SYN J包,调用accept函数接收请求向客户端发送SYN K ,ACK J+1,这时accept进入阻塞状态;客户端收到服务器的SYN K ,ACK J+1之后,这时connect返回,并对SYN K进行确认;服务器收到ACK K+1时,accept返回,至此三次握手完毕,连接建立。

    总结:客户端的connect在三次握手的第二个次返回,而服务器端的accept在三次握手的第三次返回。

    5、socket中TCP的四次握手释放连接详解

    上面介绍了socket中TCP的三次握手建立过程,及其涉及的socket函数。现在我们介绍socket中的四次握手释放连接的过程,请看下图:

    image

    图2、socket中发送的TCP四次握手

    图示过程如下:

    • 某个应用进程首先调用close主动关闭连接,这时TCP发送一个FIN M;
    • 另一端接收到FIN M之后,执行被动关闭,对这个FIN进行确认。它的接收也作为文件结束符传递给应用进程,因为FIN的接收意味着应用进程在相应的连接上再也接收不到额外数据;
    • 一段时间之后,接收到文件结束符的应用进程调用close关闭它的socket。这导致它的TCP也发送一个FIN N;
    • 接收到这个FIN的源发送端TCP对它进行确认。

    这样每个方向上都有一个FIN和ACK。

    6、一个例子(实践一下)

    说了这么多了,动手实践一下。下面编写一个简单的服务器、客户端(使用TCP)——服务器端一直监听本机的6666号端口,如果收到连接请求,将接收请求并接收客户端发来的消息;客户端与服务器端建立连接并发送一条消息。

    服务器端代码:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h>
    #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int listenfd, connfd; struct sockaddr_in servaddr; 
    char buff[4096]; int n;
    if( (listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1 ){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); 
    servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY); servaddr.sin_port = htons(6666); 
    if( bind(listenfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) == -1){ printf("bind socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    if( listen(listenfd, 10) == -1){ printf("listen socket error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    printf("======waiting for client's request======\n"); 
    while(1){ if( (connfd = accept(listenfd, (struct sockaddr*)NULL, NULL)) == -1){ printf("accept socket error: %s(errno: %d)",strerror(errno),errno); continue; } n = recv(connfd, buff, MAXLINE, 0); buff[n] = '\0'; 
    printf("recv msg from client: %s\n", buff); close(connfd); } close(listenfd); }

    客户端代码:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<errno.h> #include<sys/types.h> #include<sys/socket.h> #include<netinet/in.h> 
    #define MAXLINE 4096 int main(int argc, char** argv) { int sockfd, n; char recvline[4096], sendline[4096]; 
    struct sockaddr_in servaddr; if( argc != 2){ printf("usage: ./client <ipaddress>\n"); exit(0); } if( (sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0){ printf("create socket error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno),errno); 
    exit(0); } memset(&servaddr, 0, sizeof(servaddr)); servaddr.sin_family = AF_INET; servaddr.sin_port = htons(6666); if( inet_pton(AF_INET, argv[1], &servaddr.sin_addr) <= 0){ printf("inet_pton error for %s\n",argv[1]); exit(0); } 
    if( connect(sockfd, (struct sockaddr*)&servaddr, sizeof(servaddr)) < 0){ printf("connect error: %s(errno: %d)\n",strerror(errno),errno); exit(0); } 
    printf("send msg to server: \n"); fgets(sendline, 4096, stdin); 
    if( send(sockfd, sendline, strlen(sendline), 0) < 0) { printf("send msg error: %s(errno: %d)\n", strerror(errno), errno); exit(0); } close(sockfd); exit(0); }

    当然上面的代码很简单,也有很多缺点,这就只是简单的演示socket的基本函数使用。其实不管有多复杂的网络程序,都使用的这些基本函数。上面的服务器使用的是迭代模式的,即只有处理完一个客户端请求才会去处理下一个客户端的请求,这样的服务器处理能力是很弱的,现实中的服务器都需要有并发处理能力!为了需要并发处理,服务器需要fork()一个新的进程或者线程去处理请求等。

    7、动动手

    留下一个问题,欢迎大家回帖回答!!!是否熟悉Linux下网络编程?如熟悉,编写如下程序完成如下功能:

    服务器端:

    接收地址192.168.100.2的客户端信息,如信息为“Client Query”,则打印“Receive Query”

    客户端:

    向地址192.168.100.168的服务器端顺序发送信息“Client Query test”,“Cleint Query”,“Client Query Quit”,然后退出。

    题目中出现的ip地址可以根据实际情况定。

    ——本文只是介绍了简单的socket编程。

    更为复杂的需要自己继续深入。

    (unix domain socket)使用udp发送>=128K的消息会报ENOBUFS的错误(一个实际socket编程中遇到的问题,希望对你有帮助)

     

     

    作者:吴秦
    出处:http://www.cnblogs.com/skynet/
    本文基于署名 2.5 中国大陆许可协议发布,欢迎转载,演绎或用于商业目的,但是必须保留本文的署名吴秦(包含链接).

    http://www.cnblogs.com/skynet/archive/2010/12/12/1903949.html

     

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  • 嵌入式LInux网络编程

    2018-10-22 21:38:04
    本课程讲解网络编程基础知识,UDP与TCP网络编程步骤,基于多线程的网络聊天程序。
  • Java 网络编程

    2020-01-15 23:55:26
    网络编程 一、网络编程基础概念 首先理清一个概念:网络编程不等于网站编程,网络编程即使用套接字来达到进程间通信,现在一般称为TCP/IP编程。 计算机网络: 把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信...

    网络编程

    一、网络编程基础概念

    首先理清一个概念:网络编程不等于网站编程,网络编程即使用套接字来达到进程间通信,现在一般称为TCP/IP编程。

    计算机网络:

    把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大,功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便的互相传递信息,共享硬件,软件,数据信息等资源。

    计算机网络的主要功能:

    1. 资源共享
    2. 信息传输与集中处理
    3. 均衡负荷与分布处理
    4. 综合信息服务(www / 综合业务数字网络 ISDN)

    计算机网络三高问题: 高并发,高性能,高可用。

    计算机网络分类:

    • 局域网
    • 城域网
    • 广域网
    • 互联网
    • 等等…

    (Local Area Network;LAN) 通常我们常见的“LAN”就是指局域网,这是我们最常见、应用最广的一种网络

    二、网络通信协议及接口

    网络通信协议:

    计算机网络中实现通信必须有一些约定,即通信协议;包括对速率,传输代码,代码结构,传输控制步骤,出错控制等制定的标准。

    网络通信接口:

    为了使两个节点之间能进行对话,必须在他们之间建立通信工具(即接口),使彼此之间,能进行信息交换。接口包括两部分:

    • 硬件装置:实现结点之间的信息传送
    • 软件装置:规定双方进行通信的约定协议

    三、通信协议分层思想

    为什么要分层:

    由于结点之间联系很复杂,在制定协议时,把复杂成份分解成一些简单的成份,再将它们复合起来。最常用的复合方式就是层次方式,及同层间可以通信,上一层可以调用下一层,而与再下一层不发生关系。各层互不影响,利于系统的开发和扩展。

    通信协议的分层规定:

    把用户应用程序作为最高层,把物理通信线路作为最底层,将其间的协议处理分为若干层,规定每层处理的任务,也规定每层的接口标准。

    四、参考模型

    在这里插入图片描述

    五、IP协议

    在这里插入图片描述

    • 每个人的电脑都有一个独一无二的IP地址,这样互相通信时就不会传错信息了。

    • IP地址是用一个点来分成四段的,在计算机内部IP地址是用四个字节来表示的,一个字节代表一段,每一个字节代表的数最大只能到达255。

    InetAddress类

    说到IP地址,就要引入一个类:InetAddress
    此类表示互联网协议 (IP) 地址。

    InetAddress类无构造方法

    常用方法摘要

    byte[] getAddress()
    返回此 InetAddress 对象的原始 IP 地址。
    static InetAddress getByName(String host)
    在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
    String getHostAddress()
    返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。
    String getHostName()
    获取此 IP 地址的主机名。
    static InetAddress getLocalHost()
    返回本地主机。
    127.0.0.1:本机地址,主要用于测试。别名:Localhost

    案例

    import java.net.InetAddress;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    public class TestIP {
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
            //InetAdress类表示IP地址
    
            //获取本机IP
            InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(ip);
            //获得主机名
            System.out.println(ip.getHostName());
            //获得IP地址
            System.out.println(ip.getHostAddress());
        }
    }
    

    案例二

    import java.net.InetAddress;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    public class TestIP2 {
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            // 获取此 IP 地址的主机名。
            System.out.println(inetAddress.getHostName());
            //返回 IP 地址字符串(以文本表现形式)。
            System.out.println(inetAddress.getHostAddress());
        }
    }
    

    运行
    在这里插入图片描述

    六、端口

    • IP地址用来标识一台计算机,但是一台计算机上可能提供多种网络应用程序,如何来区分这些不同的程序呢?这就要用到端口。
    • 端口是虚拟的概念,并不是说在主机上真的有若干个端口。
    • 通过端口,可以在一个主机上运行多个网络应用程序。端口的表示是一个16位的二进制整数,2个字节,对应十进制的0~65535。

    MySQL(3306),Oracle(1521),Tomcat(8080)等等程序都有自己的端口

    查看端口

    • 用命令提示符cmd查看所有端口:netstat -ano
    • 查看具体程序:使用任务管理器查看PID

    InetSocketAddress类

    说到端口,则要引入一个类:InetSocketAddress

    此类实现 IP 套接字地址(IP 地址 + 端口号)。

    构造方法摘要
    InetSocketAddress(InetAddress addr, int port)
    根据 IP 地址和端口号创建套接字地址。
    InetSocketAddress(int port)
    创建套接字地址,其中 IP 地址为通配符地址,端口号为指定值。
    InetSocketAddress(String hostname, int port)
    根据主机名和端口号创建套接字地址。
    常用方法摘要
    InetAddress getAddress()
    获取 InetAddress。
    String getHostName()
    获取 hostname。
    int getPort()
    获取端口号。

    案例

    import java.net.InetAddress;
    import java.net.InetSocketAddress;
    
    public class TestPort {
        public static void main(String[] args) {
            InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8082);
            System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());
            //获得InetSocketAddress的端口
            System.out.println(inetSocketAddress.getPort());
            System.out.println(inetSocketAddress.getHostString());
            //返回一个InetAddress对象(IP对象)
            InetAddress address = inetSocketAddress.getAddress();
        }
    }
    

    七、URL

    URI=URL+URN

    URI:Uniform Resource Identifier ,统一资源标志符。
    URL:Uniform Resource Locator,统一资源定位符。
    URN:Uniform Resource Name,统一资源命名。

    网络三大基石:HTML,HTTP,URL

    URL

    • 在www上,每一信息资源都有统一且唯一的地址,即统一资源定位符。Uniform Resource Locator。
      如:https://localhost:8080/index.html ,有4部分组成。(协议,主机域名或IP,端口号,资源文件名)

    URL类

    构造方法摘要
    URL(String spec)
    根据 String 表示形式创建 URL 对象。
    URL(String protocol, String host, int port, String file)
    根据指定 protocol、host、port 号和 file 创建 URL 对象。
    URL(String protocol, String host, String file)
    根据指定的 protocol 名称、host 名称和 file 名称创建 URL。

    常用方法摘要
    String getAuthority()
    获取此 URL 的授权部分。
    int getDefaultPort()
    获取与此 URL 关联协议的默认端口号。
    String getFile()
    获取此 URL 的文件名。
    String getHost()
    获取此 URL 的主机名(如果适用)。
    String getPath()
    获取此 URL 的路径部分。
    int getPort()
    获取此 URL 的端口号。
    String getUserInfo()
    获取此 URL 的 userInfo 部分。

    案例

    import java.net.MalformedURLException;
    import java.net.URL;
    
    public class TestURL {
        public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
    
            URL url2 = new URL("https://www.bilibili.com/");
            
            //获取此的授权部分 URL 。
            System.out.println(url2.getAuthority());
    
            //获取此 URL的文件名。
            System.out.println(url2.getFile());
    
            //获取端口
            System.out.println(url2.getPort());
    
            //获取主机
            System.out.println(url2.getHost());
    
            //获得默认端口
            System.out.println(url2.getDefaultPort());
    
            //获得路径
            System.out.println(url2.getPath());
    
            //获取该 URL的userInfo部分。
            System.out.println(url2.getUserInfo());
        }
    }
    
    

    小结:

    在这里插入图片描述

    八、TCP协议和UDP协议

    在这里插入图片描述

    • TCP和UDP位于同一层,都是建立在IP层的基础之上。由于两台电脑之间有不同的IP地址,因此两台电脑就可以区分开来,也就可以互相通话了。
    • 通话一般有两种通话方式:第一种是TCP,第二种是UDP。
    • TCP是可靠的连接,TCP就像打电话,需要先打通对方电话,等待对方有回应后才会跟对方继续说话,也就是一定要确认可以发信息以后才会把信息发出去。TCP上传任何东西都是可靠的,只要两台机器上建立起了连接,在本机上发送的数据就一定能传到对方的机器上。
    • UDP就好比发电报,发出去就完事了,对方有没有接收到它都不管,所以UDP是不可靠的。
    • TCP传送数据虽然可靠,但传送得比较慢;UDP传送数据不可靠,但是传送得快。

    UDP编程:

    需求:完成在线咨询功能,学生和老师在线一对一交流
    分析

    • 使用基于UDP协议的Socket网络编程实现
    • 不需要利用IO流实现数据的传输
    • 每个数据发送单元被统一封装成数据包的方式,发送方将数据包发送到网络中,数据包在网络中去寻找他的目的地,一切以包为中心。

    UDP基本概念:

    • DatagramSocket:用于发送或接收数据包的套接字
    • DatagramPacket:数据包

    实现

    接收方

    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    
    public class PeopleOne {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //1.开放一个端口
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(5051);
            //2.准备容器接收
            byte[] receiveBuf = new byte[100];
            //3.等待包裹容器封包
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(receiveBuf,receiveBuf.length);
            System.out.println("等你包裹来。。。。");
            while (true){
                //4.接收包裹
                socket.receive(packet);
                //5.解析包裹
                String receStr = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
                System.out.println("我收到了:"+receStr);
                if (receStr.equals("exit")){
                    break;
                }
            }
            //6.释放资源
            socket.close();
        }
    }
    

    发送方

    import java.io.IOException;
    import java.net.*;
    import java.util.Scanner;
    
    public class PeopleTwo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //1.指定一个端口进行发送
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
            //2.指定一个IP
            InetAddress addr = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 5051;
            //3.准备一个小容器
            byte[] sendBuf;
            while (true){
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                System.out.println("你要发什么东西:");
                String s = scanner.nextLine();
                //4.加入要放的数据
                sendBuf = s.getBytes();
                //5.数据打包
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(sendBuf,sendBuf.length,addr,port);
                //6.发送包
                socket.send(packet);
                if (s.equals("exit")){
                    break;
                }
            }
            //7.释放资源
            socket.close();
        }
    }
    

    运行
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

    TCP编程:

    需求:完成网络登录功能

    • 用户输入用户名密码,服务器给出登录成功或失败的提示

    分析

    • 使用基于TCP协议的Socket网络编程实现
    • TCP协议基于请求响应模式
    • 在网络通讯中,第一次主动发起通讯的程序被作为客户端程序
    • 第一次通讯中等待连接的程序被称作服务器程序
    • 利用IO流实现数据的传输

    实现

    服务器

    import java.io.DataInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class TestServer {
    
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //服务器开启了一个监听端口
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
            System.out.println("开启了服务器");
            while (true){
                //等待客户端连接
                Socket accept = serverSocket.accept();
                System.out.println("有一个人连接过来了");
                //获得客户端输入的东西
                InputStream inputStream = accept.getInputStream();
                //包装成DataInputStream流
                DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(inputStream);
                //通过流流读取消息
                String s = dataInputStream.readUTF();
                System.out.println(s);
            }
        }
    }
    

    客户端

    import java.io.DataOutputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.net.Socket;
    
    public class TestClient {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建同一连接
            Socket s = new Socket("127.0.0.1",6666);
            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());
            dos.writeUTF("hello,world!");
        }
    }
    

    运行
    在这里插入图片描述

    九、Socket编程

    一般的网络编程都称为Socket编程,Socket的英文意思是“插座”。

    在这里插入图片描述

    • 两台电脑都安装上一个插座,然后使用一根线的两端插到两台电脑的插座上,这样两台电脑就建立好了连接。这个插座就是Socket。

    • 因为互相之间都能互相通信,我说你是我的Server只是从逻辑意义上来讲,我应该把东西先发到你那里去,然后由你来处理,转发。所以你叫Server。但从技术意义上来讲,只有TCP才会分Server和Client。对于UDP来说,从严格意义上来讲,并没有所谓的Server和Client。TCP的Server的插座就叫ServerSocket,Client的插座就叫Socket。

    • 两台计算机互相连接,那么首先必须得知道它们的IP地址,但是只提供IP地址是不够的,还必须要有连接的端口号,也就是要连接到哪个应用程序上。

    • 端口号是用来区分一台机器上不同的应用程序的。端口号在计算机内部是占2个字节。一台机器上最多有65536个端口号。一个应用程序可以占用多个端口号。端口号如果被一个应用程序占用了,那么其他的应用程序就无法再使用这个端口号了。记住一点,我们编写的程序要占用端口号的话占用1024以上的端口号,1024以下的端口号不要去占用,因为系统有可能会随时征用。端口号本身又分为TCP端口和UDP端口,TCP的8888端口和UDP的8888端口是完全不同的两个端口。TCP端口和UDP端口都有65536个。

    展开全文
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    一、网络编程概述

    • 计算机网络

      是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。

    • 网络编程

      在网络通信协议下,实现网络互联的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。

      比如:飞秋、QQ软件等,都是通过网络编程实现的网络通信工具

    1.1 网络编程三要素

    • IP地址

      要想让网络中的计算机能够互相通信,必须为每台计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机,而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识

      网络中计算机的唯一标识

    • 端口

      网络的通信,本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序,那么在网络通信时,如何区分这些应用程序呢?如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备,那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识

      显示所有端口:netstat -ano

      根据PID查看端口:netstat -ano | findstr 8688

    • 协议

      通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则,这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中,这些连接和通信的规则被称为网络通信协议,它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定,通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议

    1.1.1 IP地址

    1 IP地址:是网络中设备的唯一标识

    • IP地址分为两大类
      • IPv4:是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”,这么长的地址,处理起来也太费劲了。为了方便使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分隔不同的字节。于是,上面的IP地址可以表示为“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记忆得多
      • IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间,通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题
    • DOS常用命令:
      • ipconfig:查看本机IP地址
      • ping IP地址:检查网络是否连通
    • 特殊IP地址:
      • 127.0.0.1:是回送地址,可以代表本机地址,一般用来测试使用,localhost也可以。

    2 InetAddress相关方法

    InetAddress:此类表示Internet协议(IP)地址

    • 相关方法

      方法名 说明
      static InetAddress getByName(String host) 确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称,也可以是IP地址
      String getHostName() 获取此IP地址的主机名
      String getHostAddress() 返回文本显示中的IP地址字符串
    • 代码演示

    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
            //根据机器名称获取InetAddress 对象
            //InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("LAPTOP-RN67E78P");
            //根据IP地址获取netAddress 对象
            InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("192.168.22.52");
            System.out.println("主机地址:" + inetAddress.getHostAddress());
            System.out.println("主机名称:" + inetAddress.getHostName());
            System.out.println("------------------------");
    
            //获取本机的InetAddress
            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println("本机的IP:" + localHost.getHostAddress());
            System.out.println("本机的主机:" + localHost.getHostName());
    
        }
    }
    

    1.1.2 端口

    • 端口
      • 设备上应用程序的唯一标识
    • 端口号
      • 用两个字节表示的整数,它的取值范围是0~65535。其中,0 ~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。
    • 明星端口:MySql:3306 Tomcat:8080 SqlServer:1433

    1.1.3 协议

    • 计算机网络中,连接通信的规则被称为网络通信协议。

    • UDP协议

      ​ 一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务

      • 特点:
        • UDP是无连接的,即发送数据之前不需要建立连接,因此减少了开销和发送数据之前的时延。
        • UDP使用尽最大努力交付,即不保证可靠交付。
        • UDP支持一对一,一对多,多对一和多对多的交互通信。
        • 开销小,传输快。
    • TCP协议

      • 特点:
        • TCP面向连接(如打电话要先拨号建立连接)。
        • TCP提供可靠的服务。也就是说,通过TCP连接传送的数据,无差错,不丢失,不重复,且按序到达。
        • 每一条TCP连接只能是点到点的。
        • 相对UDP传输开销大,传输慢。
    • 问: UDP和TCP协议的区别是什么?

      • 基于连接和无连接
      • 基于传输的可靠性
      • 基于广播性质
      • 基于效率

    二、UDP通信程序

    2.1 UDP发送数据

    • Java中的UDP通信

      • UDP协议是一种不可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,但是这两个Socket只是发送,接收数据的对象,因此对于基于UDP协议的通信双方而言,没有所谓的客户端和服务器的概念
      • Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket
    • 构造方法

      方法名 说明
      DatagramSocket() 创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的任何可用端口
      DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port) 创建数据包,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端口

    注:
    DatagramSocket() :邮局
    DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port):包裹
    byte[] buf:包裹名称
    int len:称重
    InetAddress add:收件人地址
    int port:收件人地址

    • 相关方法

      方法名 说明
      void send(DatagramPacket p) 发送数据报包
      void close() 关闭数据报套接字
      void receive(DatagramPacket p) 从此套接字接受数据报包
    • 发送数据的步骤

      • 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
      • 创建数据,并把数据打包
      • 调用DatagramSocket对象的方法发送数据
      • 关闭发送端
    • 代码演示

    public class MainClass {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建发送端的Socket对象
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
            byte[] bytes = "亲爱的,你家里有人吗?都不在家,我去找你。。。".getBytes();
    
            //构造一个数据包,发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端口号
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
                    bytes,
                    bytes.length,
                    InetAddress.getByName("127.0.0.1"),
                    10086);
    
            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            ds.send(dp);
    
            //关闭发送端
            ds.close();
        }
    }
    

    2.2 UDP接收数据

    • 接收数据的步骤

      • 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket),参数为应用的端口号
      • 创建一个数据包,用于接收数据
      • 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
      • 解析数据包,并把数据在控制台显示
      • 关闭接收端
    • 构造方法

      方法名 说明
      DatagramPacket(byte[] buf, int len) 创建一个DatagramPacket用于接收长度为len的数据包
    • 接收数据方法

      方法名 说明
      void receive(DatagramPacket dp) 接收数据,阻塞方法
    • 解析数据包相关方法

      方法名 说明
      byte[] getData() 返回数据缓冲区
      int getLength() 返回要发送的数据的长度或接收的数据的长度
    • 示例代码

    public class ReceiveDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
          	//创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
          	DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);
    
          	//创建一个数据包,用于接收数据
          	byte[] bys = new byte[1024];
          	DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
    
          	//调用DatagramSocket对象的方法接收数据
          	ds.receive(dp);
    
          	//解析数据包,并把数据在控制台显示
          	System.out.println("数据是:" + new String(dp.getData(), 0,dp.getLength()));
            }
        }
    }
    

    案例需求

    UDP发送数据:数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束

    UDP接收数据:因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收

    • 代码实现:
    /*
        UDP发送数据:
            数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束
     */
    public class SendDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
            //键盘录入数据
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            while (true) {
              	String s = sc.nextLine();
                //输入的数据是886,发送数据结束
                if ("886".equals(s)) {
                    break;
                }
                //创建数据,并把数据打包
                byte[] bys = s.getBytes();
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 12345);
    
                //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
                ds.send(dp);
            }
            //关闭发送端
            ds.close();
        }
    }
    /*
        UDP接收数据:
            因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收
     */
    public class ReceiveDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
            while (true) {
                //创建一个数据包,用于接收数据
                byte[] bys = new byte[1024];
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
                //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
                ds.receive(dp);
                //解析数据包,并把数据在控制台显示
                System.out.println("数据是:" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
            }
            //关闭接收端
    //        ds.close();
        }
    }
    

    2.3 UDP三种通讯方式

    • 单播

      单播用于两个主机之间的端对端通信

    • 组播

      组播用于对一组特定的主机进行通信

    • 广播

      广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信

    2.3.1 UDP组播实现

    • IP协议为组播提供了一些特除的IP地址:在224.0.0.0到239.255.255.255之间
      • 224.0.0.0~224.0.0.255为预留的组播地址(永久组地址),地址224.0.0.0保留不做分配,其它地址供路由协议使用;
      • 224.0.1.0~224.0.1.255是公用组播地址
    • 实现步骤
      • 发送端
        1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
        3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
        4. 释放资源
      • 接收端
        1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        2. 创建一个箱子,用于接收数据
        3. 把当前计算机绑定一个组播地址
        4. 将数据接收到箱子中
        5. 解析数据包,并打印数据
        6. 释放资源
    • 代码实现
    // 发送端
    public class ClinetDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
            String s = "hello 组播";
            byte[] bytes = s.getBytes();
            InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
            int port = 10000;
            // 2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
            // 3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
            ds.send(dp);
            // 4. 释放资源
            ds.close();
        }
    }
    // 接收端
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
            MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
            // 2. 创建一个箱子,用于接收数据
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
            // 3. 把当前计算机绑定一个组播地址,表示添加到这一组中.
            ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
            // 4. 将数据接收到箱子中
            ms.receive(dp);
            // 5. 解析数据包,并打印数据
            byte[] data = dp.getData();
            int length = dp.getLength();
            System.out.println(new String(data,0,length));
            // 6. 释放资源
            ms.close();
        }
    }
    

    2.3.2 UDP广播实现

    • 广播地址:255.255.255.255
    • 实现步骤
      • 发送端
        1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        3. 发送数据
        4. 释放资源
      • 接收端
        1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        2. 创建一个数据包,用于接收数据
        3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        4. 解析数据包,并把数据在控制台显示
        5. 关闭接收端
    • 代码实现
    // 发送端
    public class ClientDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
          	// 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
    		// 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
            String s = "广播 hello";
            byte[] bytes = s.getBytes();
            InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
            int port = 10000;
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
    		// 3. 发送数据
            ds.send(dp);
    		// 4. 释放资源
            ds.close();
        }
    }
    // 接收端
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            // 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
            // 2. 创建一个数据包,用于接收数据
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
            // 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
            ds.receive(dp);
            // 4. 解析数据包,并把数据在控制台显示
            byte[] data = dp.getData();
            int length = dp.getLength();
            System.out.println(new String(data,0,length));
            // 5. 关闭接收端
            ds.close();
        }
    }
    

    三、TCP通信程序

    TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互,通信的两端,要严格区分为客户端(Client)与服务端(Server)。

    两端通信时步骤:

    1. 服务端程序,需要事先启动,等待客户端的连接。
    2. 客户端主动连接服务器端,连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。

    在Java中,提供了两个类用于实现TCP通信程序:

    1. 客户端:java.net.Socket 类表示。创建Socket对象,向服务端发出连接请求,服务端响应请求,两者建立连接开始通信。
    2. 服务端:java.net.ServerSocket 类表示。创建ServerSocket对象,相当于开启一个服务,并等待客户端的连接。

    TCP通信分析图解

    1. 【服务端】启动,创建ServerSocket对象,等待连接。
    2. 【客户端】启动,创建Socket对象,请求连接。
    3. 【服务端】接收连接,调用accept方法,并返回一个Socket对象。
    4. 【客户端】Socket对象,获取OutputStream,向服务端写出数据。
    5. 【服务端】Scoket对象,获取InputStream,读取客户端发送的数据。

    到此,客户端向服务端发送数据成功。

    在这里插入图片描述

    自此,服务端向客户端回写数据。

    1. 【服务端】Socket对象,获取OutputStream,向客户端回写数据。
    2. 【客户端】Scoket对象,获取InputStream,解析回写数据。
    3. 【客户端】释放资源,断开连接。

    3.1 TCP发送数据

    • Java中的TCP通信

      • Java对基于TCP协议的的网络提供了良好的封装,使用Socket对象来代表两端的通信端口,并通过Socket产生IO流来进行网络通信。
      • Java为客户端提供了Socket类,为服务器端提供了ServerSocket类
    • 构造方法

      方法名 说明
      Socket(InetAddress address,int port) 创建流套接字并将其连接到指定IP指定端口号
      Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

    注:public Socket(String host, int port) :创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null ,则相当于指定地址为回送地址。
    回送地址(127.x.x.x) 是本机回送地址(Loopback Address),主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信,无论什么程序,一旦使用回送地址发送数据,立即返回,不进行任何网络传输。
    构造举例,代码如下:Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);

    • 相关方法

      方法名 说明
      InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流
      OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流

    3.2 TCP接收数据

    • 构造方法

      方法名 说明
      ServletSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字
    • 相关方法

      方法名 说明
      Socket accept() 监听要连接到此的套接字并接受它

    3.3 TCP原理分析

    注意事项

    1. accept方法是阻塞的,作用就是等待客户端连接

    2. 客户端创建对象并连接服务器,此时是通过三次握手协议,保证跟服务器之间的连接

    3. 针对客户端来讲,是往外写的,所以是输出流
      针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流

    4. read方法也是阻塞的

    5. 客户端在关流的时候,还多了一个往服务器写结束标记的动作

    6. 最后一步断开连接,通过四次挥手协议保证连接终止

    三次握手和四次挥手

    • 三次握手

    在这里插入图片描述

    • 四次挥手
      在这里插入图片描述

    • 案例需求

      客户端:发送数据,接受服务器反馈

      服务器:收到消息后给出反馈

    • 案例分析

      • 客户端创建对象,使用输出流输出数据
      • 服务端创建对象,使用输入流接受数据
      • 服务端使用输出流给出反馈数据
      • 客户端使用输入流接受反馈数据
    • 代码实现

    // 客户端
    public class ClientDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);
    
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write("hello".getBytes());
            //仅仅关闭输出流.并写一个结束标记,对socket没有任何影响
            socket.shutdownOutput();
            
            //接收反馈数据
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line;
            while((line = br.readLine())!=null){
                System.out.println(line);
            }
            br.close();
            os.close();
            socket.close();
        }
    }
    // 服务器
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
            Socket accept = ss.accept();
            InputStream is = accept.getInputStream();
            int b;
            while((b = is.read())!=-1){
                System.out.println((char) b);
            }
    
            System.out.println("看看我执行了吗?");
    
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
            bw.write("收到,谢谢!");
            bw.newLine();
            bw.flush();
    
            bw.close();
            is.close();
            accept.close();
            ss.close();
        }
    }
    

    3.4 TCP程序文件上传

    文件上传分析图解

    1. 【客户端】输入流,从硬盘读取文件数据到程序中。
    2. 【客户端】输出流,写出文件数据到服务端。
    3. 【服务端】输入流,读取文件数据到服务端程序。
    4. 【服务端】输出流,写出文件数据到服务器硬盘中。

    在这里插入图片描述

    • 案例需求

      客户端:数据来自于本地文件,接收服务器反馈

      服务器:接收到的数据写入本地文件,给出反馈

    • 案例分析

      • 创建客户端对象,创建输入流对象指向文件,每读一次数据就给服务器输出一次数据,输出结束后使用shutdownOutput()方法告知服务端传输结束
      • 创建服务器对象,创建输出流对象指向文件,每接受一次数据就使用输出流输出到文件中,传输结束后。使用输出流给客户端反馈信息
      • 客户端接受服务端的回馈信息
    • 相关方法

      方法名 说明
      void shutdownInput() 将此套接字的输入流放置在“流的末尾”
      void shutdownOutput() 禁止用此套接字的输出流
    • 代码实现

    // 客户端
    public class ClientDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10000);
    
            //是本地的流,用来读取本地文件的.
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("socketmodule\\ClientDir\\1.jpg"));
    
            //写到服务器 --- 网络中的流
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);
    
            int b;
            while((b = bis.read())!=-1){
                bos.write(b);//通过网络写到服务器中
            }
            bos.flush();
            //给服务器一个结束标记,告诉服务器文件已经传输完毕
            socket.shutdownOutput();
    
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String line;
            while((line = br.readLine()) !=null){
                System.out.println(line);
            }
            bis.close();
            socket.close();
        }
    }
    // 服务器
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
    
            Socket accept = ss.accept();
    
            //网络中的流,从客户端读取数据的
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());
            //本地的IO流,把数据写到本地中,实现永久化存储
            BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("socketmodule\\ServerDir\\copy.jpg"));
    
            int b;
            while((b = bis.read()) !=-1){
                bos.write(b);
            }
    
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
            bw.write("上传成功");
            bw.newLine();
            bw.flush();
    
            bos.close();
            accept.close();
            ss.close();
        }
    }
    

    程序优化

    优化方案一

    • 需求

      服务器只能处理一个客户端请求,接收完一个图片之后,服务器就关闭了。

    • 解决方案

      使用循环

    优化方案二

    • 需求

      第二次上传文件的时候,会把第一次的文件给覆盖。

    • 解决方案

      UUID. randomUUID()方法生成随机的文件名(也可使用当前时间作为唯一文件名)

    优化方案三

    • 需求

      使用循环虽然可以让服务器处理多个客户端请求。但是还是无法同时跟多个客户端进行通信。

    • 解决方案

      开启多线程处理

    优化方案四

    • 需求

      使用多线程虽然可以让服务器同时处理多个客户端请求。但是资源消耗太大。

    • 解决方案

      加入线程池

    • 代码实现

    // 线程任务类
    public class ThreadSocket implements Runnable {
        private Socket acceptSocket;
    
        public ThreadSocket(Socket accept) {
            this.acceptSocket = accept;
        }
      
        @Override
        public void run() {
            BufferedOutputStream bos = null;
            try {
                //网络中的流,从客户端读取数据的
                BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(acceptSocket.getInputStream());
                //本地的IO流,把数据写到本地中,实现永久化存储
                bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("optimizeserver\\ServerDir\\" + UUID.randomUUID().toString() + ".jpg"));
    
                int b;
                while((b = bis.read()) !=-1){
                    bos.write(b);
                }
              
                BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(acceptSocket.getOutputStream()));
                bw.write("上传成功");
                bw.newLine();
                bw.flush();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if(bos != null){
                    try {
                        bos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
    
                if (acceptSocket != null){
                    try {
                        acceptSocket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    // 服务器代码
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
    
            while (true) {
                Socket accept = ss.accept();
                ThreadSocket ts = new ThreadSocket(accept);
                new Thread(ts).start();
            }
            //ss.close();
        }
    }
    

    使用线程池:

    // 服务器代码如下,线程任务类代码同上,此处不再给出
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
            ThreadPoolExecutor pool = new ThreadPoolExecutor(
                    3,//核心线程数量
                    10,   //线程池的总数量
                    60,   //临时线程空闲时间
                    TimeUnit.SECONDS, //临时线程空闲时间的单位
                    new ArrayBlockingQueue<>(5),//阻塞队列
                    Executors.defaultThreadFactory(),//创建线程的方式
                    new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy()//任务拒绝策略
            );
    
            while (true) {
                Socket accept = ss.accept();
                ThreadSocket ts = new ThreadSocket(accept);
                //new Thread(ts).start();
                pool.submit(ts);
            }
            //ss.close();
        }
    }
    
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  • 网络编程 1概述 1.1 计算机网络 定义:计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和...

    网络编程

    1. 概述

    1.1 计算机网络

    定义:计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备,通过通信线路连接起来,在网络操作系统,网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下,实现资源共享和信息传递的计算机系统。(百度)

    1.2 网络编程

    目的:

    类似于之前的无限电台,可以进行信息的传播交流、数据交换、通信

    想实现这个效果需要做什么?

    1.如何精确的定位网络上的一台主机?
    (外网即公网)IP地址:端口号,定位到计算机上的某个资源(应用,如进行qq通信)
    192.168.16.124:端口
    2.找到主机之后如何传输数据?
    Javaweb开发:网页编程 B/S架构,通过浏览器去访问
    网络编程:TCP/IP C/S架构,客户端/服务器

    1.3 网络通信的要素

    如何实现网络的通信?
    通信双方的地址:

    • IP(公网)
    • 端口号
      规则:网络通信的协议
      在这里插入图片描述
      在这里插入图片描述

    小结

    • 网络编程中有两个主要的问题
      如何准确定位到网络上的一台或者多台主机
      找到主机之后如何进行通讯
    • 网络编程中的要素
      IP 和端口号
      网络通讯协议 udp,tcp
    • 万物皆对象(Java)

    1.4 IP

    IP地址:InetAddress类

    • 唯一定位一台网络上的计算机
    • 127.0.0.1:本机localhost
    • IP地址的分类
      • IPV4/ IPV6协议
        IPv4: 127.0.0.1, 4个字节组成,0~255, 42亿~ ; 30亿在北美,亚洲4亿。2011年用尽
        IPv6: 128位。 8个无符号整数
        2001:3CA1:010F:001A:121B:0000:0000:0010 
        
      • 公网(互联网)- 私网(局域网)
        • 192.168.xx.xx 一般来说是局域网,给组织内部使用
        • ABCD类地址(以下地址为IPv4地址)
                最初设计互联网络时,为了便于寻址以及层次化构造网络,每个IP地址包括两个标识码(ID),即网络ID和主机ID。同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络ID,网络上的一个主机(包括网络上工作站,服务器和路由器等)有一个主机ID与其对应,即网络地址表示其属于互联网的哪一个网络,主机地址表示其属于该网络中的哪一台主机。二者是主从关系。IP地址根据网络ID的不同分为5种类型,A类地址、B类地址、C类地址、D类地址和E类地址用来表示不同规格的网络。
          网络号:用于识别主机所在的网络;
          主机号:用于识别该网络中的主机。
                IP地址分为五类,A类保留给政府机构,B类分配给大中型企业,C类分配给任何需要的人,D类用于组播,E类用于实验,各类可容纳的地址数目不同。全0和全1的都保留不用。
          在这里插入图片描述
          • A类IP地址
            A类IP地址 地址范围1.0.0.0-126.255.255.255(二进制表示为:00000001 00000000 00000000 00000001 - 01111110 11111111 11111111 11111110),最后一个是广播地址,私有号段:10.0.0.0-10.255.255.255,(默认子网掩码:255.0.0.0或 0xFF000000)。(所谓的私有地址就是在互联网上不使用,而被用在局域网络中的地址)
            最大网络数:2^{7}-2 126个
            最大主机数:2^{24}-2
            全0全1的地址不可分配,作为保留地址。 上面减2也是这个原因。
            第一个字节为网络号,后三个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“0”,所以地址的网络号取值于1~126之间。一般用于大型网络。
          • B类IP地址
            B类IP地址地址范围128.0.0.1-191.254.255.255(二进制表示为:10000000 00000001 00000000 00000001 - 10111111 11111110 11111111 11111110),最后一个是广播地址,私有号段:172.16.0.0-172.31.255.255,(默认子网掩码:255.255.0.0或0xFFFF0000)。
            最大网络数:2^{14}-1
            最大主机数:2^{16}-2
            前两个字节为网络号,后两个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“10”,所以地址的网络号取值于128~191之间。一般用于中等规模网络。
          • C类IP地址
            C类IP地址范围192.0.0.0-223.255.254.255(二进制表示为: 11000000 00000000 00000001 00000001 - 11011111 11111111 11111110 11111110),私有号段:192.168.0.0-192.168.255.255,(子网掩码:255.255.255.0或 0xFFFFFF00)。
            最大网络数:2^{21}-1
            最大主机数:2^{8}-2
            前三个字节为网络号,最后一个字节为主机号。该类IP地址的最前面为“110”,所以地址的网络号取值于192~223之间。一般用于小型网络。
          • D类IP地址
            D类IP地址范围224.0.0.1-239.255.255.254 。D类是多播地址。该类IP地址的最前面为“1110”,所以地址的网络号取值于224~239之间。一般用于多路广播用户 。
            多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。
          • E类IP地址
            E类IP地址范围240.0.0.0—255.255.255.254。E类是保留地址。该类IP地址的最前面为“1111”,所以地址的网络号取值于240~255之间。
          • 回送地址:127.0.0.1。 也是本机地址,等效于localhost或本机IP。 一般用于测试使用。例如:ping 127.0.0.1来测试本机TCP/IP是否正常。
          • 特殊的IP地址:
            • 1.每一个字节都为0的地址(“0.0.0.0”)对应于当前主机;
            • 2.IP地址中的每一个字节都为1的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址;
            • 3.IP地址中凡是以“11110”开头的E类IP地址都保留用于将来和实验使用。
            • 4.IP地址中不能以十进制“127”作为开头,该类地址中数字127.0.0.1到127.255.255.255用于回路测试,
            • 5.网络ID的第一个8位组也不能全置为“0”,全“0”表示本地网络。
    • 域名:记忆IP问题
      -IP:www.vip.com
    public class InetAddressTest {
        public static void main(String[] args) {
            //InetAddress类无public构造器,不能直接调用构造器实例化对象
            /**
             * Constructor for the Socket.accept() method.
             * This creates an empty InetAddress, which is filled in by
             * the accept() method.  This InetAddress, however, is not
             * put in the address cache, since it is not created by name.
            InetAddress() {
                holder = new InetAddress.InetAddressHolder();
            }
             */
            try {
                //查询本机地址
                InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
                System.out.println(inetAddress1);
                InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
                System.out.println(inetAddress3);
                InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
                System.out.println(inetAddress4);
                //获取网站IP地址
                InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
                System.out.println(inetAddress2);
                //常用方法
                System.out.println(inetAddress2.getAddress());//B@1b6d3586字节
                System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字
                System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//域名,或自己电脑的名字
                System.out.println(inetAddress2.getHostName());
                
            } catch (UnknownHostException e) {//未知的主机异常
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    

    1.5 端口

    端口表示计算机上的一个程序的进程(任务管理器–> PID);

    • 不同的进程有不同的端口号,用来区分软件;(端口号不可冲突)
    • 被规定范围0~65535
    • 又分为TCP端口和UDP端口(使用的协议),所以实际上65535*2;TCP:80,UDP:80不冲突,但是单一协议下端口号不可冲突;
    • 端口分类
      • 公有端口0~1023,这个范围内的端口尽量不要去占用,会被内置的一些进程使用,或者服务器使用;
        • HTTP:80
        • HTTPS:443
        • FTP:21
        • Telent:23
      • 程序注册端口:1024~49151,分配用户或者程序
        • Tomcat:8080
        • MySQL:3306
        • Oracle:1521
      • 动态端口/私有端口:不建议使用49152~65535
     netstat -ano #查看所有的端口
     netstat -ano|findstr “5900” #查看指定的端口,| 管道过滤
     tasklist|findstr “8696” #查看端口属于哪一个进程
    
    //套接字
    public class InetSocketAddressTest {
        //InetSockeInetAddress有构造器
        public static void main(String[] args) {
            InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
            System.out.println(inetSocketAddress);
            System.out.println(inetSocketAddress.getAddress());
            System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());//地址,对应于windows中的hosts文件,C盘-->Windows-->System32-->drivers-->etc
            System.out.println(inetSocketAddress.getHostString());
            System.out.println(inetSocketAddress.getPort());//端口
        }
    }
    
    • 端口映射(两台主机程序之间相互通信)

    1.6 通信协议

    协议:约定,类似于用普通话进行交流;
    网络通信协议:速率、传输码率、代码结构、传输控制…
    问题:非常复杂
    大事化小:分层!

    1.61 TCP/IP协议簇:实际上是一组协议

    其中比较重要的协议有:

    • TCP:用户传输协议(传输层)
    • UDP:用户数据报协议(传输层)
      出名的协议:
    • TCP:用户传输协议
    • IP:网络互连协议

    1.62 TCP和UDP的对比

    • TCP:类似于打电话
      • 连接,稳定
      • 三次握手、四次挥手
    最少需要三次,保证稳定连接
    A:你瞅啥
    B:瞅你咋地
    A:干一场
    
    A:我要走了
    B:你真的要走了吗
    B:你真的真的要走了吗
    A:我真的要走了
    

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    - 客户端、服务端
    - 传输完成,释放连接,效率低

    • UDP:类似于发短信
      • 不连接,不稳定
      • 客户端、服务端:没有明确的界限
      • 不管有没有准备好,都可以发给你
      • DDOS:洪水攻击(饱和攻击)

    2. TCP

    2.1 客户端

    • 1.连接服务器
    • 2.发送消息
    //客户端
    public class TCPClientDemo01 {
        public static void main(String[] args) {
            Socket socket = null;
            OutputStream os = null;
            try {
                //1.要知道服务器的地址
                InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
                //2.端口号
                int port = 9999;
                //3.创建一个socket连接
                socket = new Socket(serverIP, port);
                //4.发送消息IO流
                os = socket.getOutputStream();
                os.write("你好,欢迎学习!".getBytes());
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //关闭连接以及IO流
                if (os != null){
                    try {
                        os.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                //谁先连接的谁先断开
                if (socket != null){
                    try {
                        socket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    

    2.2 服务器

    • 建立服务端口
    • 等待用户的连接accept
    • 接受用到的消息
    //服务器
    //服务器
    public class TCPServerDemo01 {
        public static void main(String[] args) {
            ServerSocket serverSocket = null;
            Socket socket = null;
            InputStream is = null;
            ByteArrayOutputStream baos = null;
            try {
                //1.我得有一个地址,Java网络编程又称作套接字编程,socket有插座插槽的意思
                serverSocket = new ServerSocket(9999);
                while (true){
                    //2.等待客户端连接,进行侦听
                    socket = serverSocket.accept();
                    //3.读取客户端的消息
                    is = socket.getInputStream();
                    //管道流
                    baos = new ByteArrayOutputStream();
                    //public int read(byte[] b) throws IOException
                    // 从该输入流读取最多b.length字节的数据到字节数组。 此方法将阻塞,直到某些输入可用。如果到了文件末尾,返回-1.
                    byte[] buffer = new byte[1024];
                    int len;
                    while ((len = is.read(buffer)) != -1){
                        baos.write(buffer,0,len);
                    }
                    System.out.println(baos.toString());
                }
                /*//2.等待客户端连接,进行侦听
                socket = serverSocket.accept();
                //3.读取客户端的消息
                is = socket.getInputStream();
                //管道流
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = is.read(buffer)) != -1){
                    baos.write(buffer,0,len);
                }
                System.out.println(baos.toString());*/
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                //关闭流,先关闭外层的处理流,再关闭内层流
                if (baos != null){
                    try {
                        baos.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (is != null){
                    try {
                        is.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                //谁先连接的谁先断开
                if (socket != null){
                    try {
                        socket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                if (serverSocket != null){
                    try {
                        serverSocket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    
    

    注意: 关闭连接和IO流

    2.3 TCP文件上传

    服务器端

    //服务器
    public class TCPServerDemo02 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //1.创建服务
            ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
            //监听客户端的连接
            Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞式监听,会一直等待客户端连接
            //获取输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();
            //4.文件输出
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.jpeg"));
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer))!= -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }
            //通知客户端我已经接收完毕了
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            os.write("我接收完毕了,你可以断开了".getBytes());
            //关闭资源
            fos.close();
            is.close();
            socket.close();
            serverSocket.close();
    
        }
    

    客户端

    //客户端
    public class TCPClientDemo02 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //1.创建一个Socket连接
            Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9000);
            //创建一个输出流
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            //3.文件流
            FileInputStream fis = new FileInputStream("2.jpeg");
            //4.写出文件
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = fis.read(buffer))!= -1){
                os.write(buffer, 0,len);
            }
    
            //通知服务器我已经结束了
            socket.shutdownOutput();//我已经传输完了
    
            //确定服务器接收完毕,才能断开连接
            InputStream is = socket.getInputStream();
            //String byte[]
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer2 = new byte[1024];
            int len2;
            while ((len2 = is.read(buffer2))!= -1){
                baos.write(buffer2,0,len2);
            }
            System.out.println(baos.toString());
            //关闭资源
            fis.close();
            os.close();
            socket.close();
        }
    }
    

    3. Tomcat

    服务端

    • 自定义 S
    • Tomcat服务器 S:Java后台服务器

    客户端

    • 自定义 C
    • 浏览器 B

    4. UDP

    类似于发短信:不需要连接,需要对方的地址!
    DatagramPacket 类:该类表示数据报包,用于实现无连接分组传送服务。 仅基于该数据包中包含的信息,每个消息从一台机器路由到另一台机器。 从一台机器发送到另一台机器的多个分组可能会有不同的路由,并且可能以任何顺序到达,不能保证包的传送是否到达。

    4.1 聊天实现

    4.11 发送消息

    //UDP不需要连接服务器
    public class UDPClientDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //1.建立一个socket,用于发送数据报
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
            //2.建一个包
            String msg = "你好啊,服务器!";
            //发送给谁
            InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
            int port = 9090;
            //数据,数据的长度起始,要发送给谁
            //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
            // 构造用于发送长度的分组的数据报包 length指定主机上到指定的端口号
            DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(msg.getBytes(), 0, msg.getBytes().length, localhost, port);
            //3。发送包
            socket.send(datagramPacket);
            //4.关闭流
            socket.close();
        }
    }
    

    4.12 接收消息

    //UDP没有明确的客户端和服务器之分
        //服务器更像是接收快递,客户端相当于发送快递,如果服务器没有开启,就永远接收不到客户端发来的消息;
        //所以还是要等待客户端的连接!处于随时侦听的状态
    public class UDPServerDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //1.开放端口
            DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
            //2.接收数据包,更像是接收快递,客户端相当于发送快递,如果服务器没有开启,就永远接收不到客户端发来的消息;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            //DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)
            //构造一个 DatagramPacket用于接收长度的分组 length ,指定在缓冲器中的偏移量。
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
            //receive(DatagramPacket p) 从此套接字接收数据报包。
            socket.receive(packet);//阻塞接收
    
            System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
            System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
            //3.关闭连接
            socket.close();
        }
    }
    

    注意: 我在UDP通信过程中遇到了传输中文乱码以及异常截断等问题,原因在于在将字符串放入packet的时候,给的是字符串的长度,用字节流传输应该是给字节数组大小。

    4.2 UDP聊天实现(UDP在线咨询)

    (多线程,交互聊天)
    在线咨询:两个人都可以是发送方,也可以是接收方!

    4.21 发送信息

    public class TalkSend implements Runnable {
        //一开始就建立连接
        DatagramSocket socket = null;
        BufferedReader reader = null;
        //自己的IP
        private int fromPort;
        //对方的地址和端口号
        private String toIP;
        private int toPort;
    
        //构造器,构造器需要初始化IP和端口号
        public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {
            this.fromPort = fromPort;
            this.toIP = toIP;
            this.toPort = toPort;
            try {
                socket = new DatagramSocket(fromPort);
                //准备数据:控制台输入System.in
                reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            } catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                try {
                    String data = reader.readLine();
                    byte[] datas = data.getBytes();
                    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(toIP , toPort));
                    socket.send(packet);
                    if (data.equals("bye")){
                        break;
                    }
                }catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            socket.close();
        }
    }
    

    4.22 接收信息

    public class TalkReceive implements Runnable {
        DatagramSocket socket = null;
        private int port;
        private String msgFrom;
    
        public TalkReceive(int port, String msgFrom) {
            this.port = port;
            this.msgFrom = msgFrom;
            try {
                socket = new DatagramSocket(port);
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
    
        @Override
        public void run() {
            while (true){
                try {
                    //准备接收包裹
                    byte[] container = new byte[1024];
                    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
                    socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹,接收完,读取数据
                    //断开连接
                    //获取报文字符,判断是否是bye,如果是,则断开连接
                    byte[] data = packet.getData();
                    String receiveData = new String(data, 0, data.length);
                    System.out.println(msgFrom + ":" + receiveData);
                    if (receiveData.equals("bye")){
                        break;
                    }
                } catch (Exception e){
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            socket.close();
        }
    }
    
    

    4.23 教师端

    public class TalkTeacher {
        //老师给学生发消息
        public static void main(String[] args) {
            //老师发送消息的端口是5555,向学生8888端口发送消息
            new Thread(new TalkSend(5555, "localhost", 8888)).start();
            new Thread(new TalkReceive(9999, "学生")).start();
        }
    }
    
    

    4.24 学生端

    public class TalkStudent {
        //学生给老师发消息
        public static void main(String[] args) {
            //学生7777端口向老师9999端口发送消息
            //学生接收消息的端口是8888
            new Thread(new TalkSend(7777, "localhost", 9999)).start();
            new Thread(new TalkReceive(8888, "老师")).start();
        }
    }
    

    我们也可以用cmd窗口执行class文件,进入package目录,执行**.class**文件,注意,java编译指令的class文件名需包含包名的完整名称,如

    java com.kuang.net.chat.TalkStudent
    

    注意:端口问题
    在这里插入图片描述

    5. URL-统一资源定位符

    URL:统一资源定位符,用来定位互联网上面的某一个资源。例如https://www.baidu.com/
    DNS域名解析:www.baidu.com xxx.xxx.xxx.xxx

    协议://ip地址:端口/项目名/资源
    

    5.1 URL类及常用方法

    类:URL,官方文档介绍:
    Class URL表示统一资源定位符,指向万维网上的“资源”的指针。 资源可以像文件或目录一样简单,或者可以是对更复杂的对象的引用,例如对数据库或搜索引擎的查询。 有关URL类型及其格式的更多信息,请访问: Types of URL
    一般来说,URL可以分为几个部分。 请考虑以下示例:

     http://www.example.com/docs/resource1.html
    

    上面的URL表示要使用的协议是http (超文本传输协议),并且信息驻留在名为www.example.com的主机上。 该主机上的信息名为/docs/resource1.html 。 主机上此名称的确切含义取决于协议和主机。 信息通常驻留在一个文件中,但它可以在飞行中生成。 该URL的这个组件称为路径组件。

    public class URLDemo01 {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=kuangshen&password=123");
            System.out.println(url.getProtocol()); //协议
            System.out.println(url.getHost()); // 主机IP
            System.out.println(url.getPort()); // 端口
            System.out.println(url.getPath()); // 文件
            System.out.println(url.getFile()); // 文件全路径
            System.out.println(url.getQuery()); // 参数
        }
    }
    

    5.2 下载资源

    public class URLdown {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //下载地址
            URL url = new URL("https://m10.music.126.net/20200702124433/8acb31bf2f4df3a49b507051ec98b096/yyaac/obj/wonDkMOGw6XDiTHCmMOi/3049281714/8858/e09f/2eee/e171322b80b816df16c4fc5bcc6f05cd.m4a");
            //连接到这个资源,用HTTP连接
            HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
            //通过连接获得输入流
            InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream("e171322b80b816df16c4fc5bcc6f05cd.m4a");
    
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = inputStream.read(buffer))!= -1){
                fos.write(buffer, 0, len);//写出这个数据
            }
            fos.close();
            inputStream.close();
            urlConnection.disconnect();//断开连接
        }
    }
    

    以上为狂神视频笔记加少许自己的理解和整理,其中需要拓展的知识会另外分享,我们一起加油!

    展开全文
  • 1.什么是网络、计算机网络的构成是什么?  在计算领域中,网络是传输信息、接受、...网络编程从大的方面就是说对信息的发送接收。 通过操作相应API调度计算机资源硬件,并且利用管道(网线)进行数据交互的过程。...

    1.什么是网络、计算机网络的构成是什么?

      在计算领域中,网络是传输信息、接受、共享的虚拟的平台。

      通过它可以把各个点、面、体的信息联系到一起,从而实现这些资源的共享。

     网络是人类发展史上最重要的发明,提高了人类和科技的一个发展。

    2.什么是网络编程?

    网络编程从大的方面就是说对信息的发送接收。

    通过操作相应API调度计算机资源硬件,并且利用管道(网线)进行数据交互的过程。

    更为具体的涉及:网络模型、套接字、数据包

    3. 7层网络模型--OSI

    基础层:物理层(physical)、数据链路层(Datalink)、网络层(network).。

    传输层(Transport):TCP-UDP协议层、Socket。

    高级层::会话层(Session)、表示层(Presentation)、应用层(Application)

    4. 网络模型---对应关系

    5.Socket与TCP、UDP 

     Socket: 简单来说是ip地址与端口的结合协议(RFC 793).

                  一种地址与端口的结合描述协议。

                 TCP/IP协议的相关API的总称;是网络API的集合实现.

                  涵盖了Stream socket /Datagram Socket 

     socket 的组成与作用:

                  在网络传输中用于唯一标识两个端点的链接。

                  端点:包括(ip+port)

                  4个要素:客户端的地址、客户端的端口、服务器的地址、服务器端口。 

    6. Socket的传输原理

                     

            

    Socket之TCP:

             tcp是面向连接的通讯协议。

             通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接。

             由于TCP是面向连接的,所以只能用于端到端的通信。

    Socket之UDP:

            UDP是面向无连接进行通讯的。

            UDP数据包括目的端口号和源端口号信息。

            由于通讯时是不需要连接,所以可以是实现广播发送,并不局限于端到端。

    TCP传输图解:

             

    UDP传输图解:

           

    7.Client-Server Application

     TCP/IP协议中,两个进程间通信的主要模式为CS模型 

     主要的目的:协调网络中计算机资源、服务模式、进程间数据共享

     常见的FTP、SMTP、HTTP

    8.报文段

      报文段是指TCP/IP协议网络传输过程中,起着路由导航作用。

      可以查询各个网络路由网段、IP地址、交换协议等ip数据包。

      报文段充当整个TCP/IP协议数据包的导航路由功能。

      报文在传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输。

      封装的方式就是添加一些控制信息组成的首部,即报文头。

    9.传输协议

       一种约定,约束

       约定大于配置,在网络传输中依然食用;网络的传输是健壮的稳定的,得益于基础的协议构成。

       

    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.io.PrintStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @Author: itwang @Description: @Date: Created in 22:40 2018/12/29 @Package: PACKAGE_NAME @Modified
     * By:
     */
    public class Server {
    
      public static void main(String[] args) throws Exception {
    
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(2000);
        System.out.println("服务器准备就绪----");
        System.out.println(
            "服务器信息:" + serverSocket.getInetAddress() + "p:" + serverSocket.getLocalPort());
        for (; ; ) {
          // 等待客户端连接
          Socket client = serverSocket.accept();
          // 客户端构建异步线程
          ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);
          // 启动线程
          clientHandler.start();
        }
    
        // todo(client);
      }
    
      /** 客户端消息处理 */
      private static class ClientHandler extends Thread {
    
        private Socket socket;
        private boolean flag = true;
    
        ClientHandler(Socket socket) {
    
          this.socket = socket;
        }
    
        /**
         * If this thread was constructed using a separate <code>Runnable</code> run object, then that
         * <code>Runnable</code> object's <code>run</code> method is called; otherwise, this method does
         * nothing and returns.
         *
         * <p>Subclasses of <code>Thread</code> should override this method.
         *
         * @see #start()
         * @see #stop()
         * @see #(ThreadGroup, Runnable, String)
         */
        @Override
        public void run() {
          super.run();
          System.out.println("客户端连接:" + socket.getInetAddress() + "p:" + socket.getPort());
    
          try {
            // 得到打印流,用于服务器输出;服务端回送数据
            PrintStream socketOutPut = new PrintStream(socket.getOutputStream());
    
            // 得到输入流
            BufferedReader socketInput =
                new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
    
            do {
              // 从客户端拿到一条数据
              String str = socketInput.readLine();
              if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {
                flag = false;
                // 回送
                socketOutPut.println("bye");
    
              } else {
                // 打印到屏幕并回送数据长度
                System.out.println(str);
                socketOutPut.println("回送:" + str.length());
              }
    
            } while (flag);
    
            socketInput.close();
            socketOutPut.close();
          } catch (Exception e) {
            System.out.println("连接异常断开");
          } finally {
            // 连接关闭
            try {
              socket.close();
            } catch (IOException e) {
              e.printStackTrace();
            }
          }
          System.out.println("客户端关闭" + socket.getInetAddress() + "p" + socket.getPort());
        }
      }
    }
    

        

    ;
    
    import java.io.*;
    import java.net.Inet4Address;
    import java.net.InetSocketAddress;
    import java.net.Socket;
    
    /**
     * @author : itwang
     * @description:
     * @date: Created in 22:40 2018/12/29
     * @package: PACKAGE_NAME
     * @modified By:
     */
    public class Client {
    
      public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建socket
        Socket socket = new Socket();
        // 设置超时时间
        socket.setSoTimeout(3000);
    
        socket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000));
    
        System.out.println("已经发起服务器连接,并进入后续流程");
        System.out.println("客户端信息:" + socket.getLocalAddress() + "p:" + socket.getLocalPort());
        System.out.println("服务端信息:" + socket.getInetAddress() + "P" + socket.getPort());
    
        try {
          todo(socket);
        } catch (Exception e) {
          System.out.println("异常关闭");
        }
        // 释放资源
        socket.close();
        System.out.println("客户端退出");
      }
    
      private static void todo(Socket client) throws IOException {
        // 构建键盘输入流
        InputStream in = System.in;
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
        // 得到socket输出流,并且转化为打印流
        OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
        PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);
        // 得到socket输入流,并转化为bufferedReader
        InputStream inputStream = client.getInputStream();
        BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
    
        boolean flag = true;
    
        do {
          // 键盘读取一行
          String str = input.readLine();
          // 发送到服务器
          socketPrintStream.println(str);
    
          // 从服务器读取一行
          String echo = socketBufferedReader.readLine();
          if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {
            flag = false;
          } else {
            System.out.println(echo);
          }
        } while (flag);
        // 资源释放
        socketPrintStream.close();
        socketBufferedReader.close();
      }
    }
    

     

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