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网络编程

时间：2022-12-19 17:33:25浏览次数：34  
标签：java socket import 编程 网络 new close byte

网络编程

网络基础

网络概念

概念：两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络

根据网络的覆盖范围不同，对网络进行分类：

  • 局域网：覆盖范围最小，仅仅覆盖个教室或一个机房
  • 城域网：覆盖范围较大，可以覆盖个城市
  • 广域网：覆盖范围最大，可以覆盖全国，甚至全球，万维网是广域网的代表

IP地址

  • 用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
  • 查看ip地址：ipconfig
  • IP地址的表示形式：点分十进制 xx.xx.xx.xx
  • 每一个十进制数的范围：0~255
  • IP地址的组成=网络地址＋主机地址，比如：192.168.16.69
  • IPv6是互联网工程任务组设计的用于替代IPV4的下一代IP协议

域名

  • 将ip地址映射成域名

端口号

  • 用于标识计算机上某个特定的网络程序
  • 表示形式：以整数形式，范围0~65535
  • 0~1024己经被占用，比如ssh 22,ftp 21, smtp 25 http 80
  • 常见的网络程序端口号：
    tomcat :8080
    mysql:3306
    oracle:1521
    sqlserver:1433

网络通信协议：

  • TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是internet最基本的协议，internet国际互联网络的基础就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的

TCP：

  • 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道
  • 传输前，采用”三次握手"方式，是可靠的
  • TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
  • 在连接中可进行大数据量的传输
  • 传输完毕，需释放已建立的连接，效率低

UDP：

  • 格数据源、目的封装成数据包，不需要建立连接
  • 每个数据报的大小限制在64K内
  • 因无需连接，故是不可靠的
  • 发送数据结束时无需释放资源(因为不是面向连接的)，速度快

InetAddress

常用方法：

  • 获取本机InetAddress对象 getLocalHost

  • 根据指定主机名/域名获取ip地址对象 getByName

  • 获取InetAddress对象的主机名 getHostName

  • 获取InetAddress对象的地址 getHostAddress

//获取本机的InetAddress的对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);

//根据给定的主机名,获取对象
InetAddress host1 = InetAddress.getByName("LAPTOP-AK14DE59");
System.out.println(host1);

//根据给定的域名，返回对象
InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
InetAddress[] host3 = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
System.out.println(host2);
System.out.println(host3[0]);

//通过InetAddress对象，获取对应的地址
String host2Address = host2.getHostAddress();
System.out.println(host2Address);

//通过InetAddress对象，获取对应的主机名/域名
System.out.println(host1.getHostName());//主机名
System.out.println(host2.getHostName());//域名

Socket

基本介绍：

  • 通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点
  • Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输
  • 一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端

TCP网络通信编程：

  • 基于客户端——服务端的网络通信

  • 底层使用TCP/IP协议

  • 基于Socket的TCP编程

TCP编程

当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的，这个端口是TCP/IP来分配的，是不确定的，是随机的

例

编写一个服务器端，和一个客户端
服务器端在9999端口监听
客户端连接到服务器端，发送"hello,server",并接收服务器端回发的"hello,client",再退出
服务器端接收到客户端发送的信息，输出，并发送"hello,client",再退出

服务端

package testInet.testTCP;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //在本机的9999端口监听，等待连接
        //要求在本机没有其他服务占用9999端口
        //这个ServerSocket 可以通过accept()方法返回多个Socket[多并发]
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("服务端 监听9999端口 等待连接...");
        //如果没有客户端连接9999端口时，程序会阻塞，等待连接
        //如果有客户端连接，则会返回Socket对象，程序继续
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("socket=" + socket.getClass());
        //通过socket对象获取输入流
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] data = new byte[1024];
        int readLen = 0;
        System.out.print("服务端接收的消息: ");
        while ((readLen = inputStream.read(data)) != -1){
            System.out.println(new String(data,0,readLen));
        }

        //发送消息
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("Hello,Client!".getBytes());
        //设置结束标记
        socket.shutdownOutput();
        //服务端退出
        System.out.println("服务端退出");
        //关闭
        inputStream.close();
        outputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端

package testInet.testTCP;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class Client2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //连接服务端
        //连接本机的9999端口
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
        System.out.println("客户端 socket=" + socket.getClass());
        //连接之后，生成socket对象，获取输出流对象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        //通过输出流，写入数据到数据通道
        outputStream.write("Hello,Sever!".getBytes());
        //设置结束标记
        socket.shutdownOutput();

        //接受数据
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] data = new byte[1024];
        int readLen = 0;
        System.out.print("客户端接受的数据: ");
        while ((readLen = inputStream.read(data)) != -1){
            System.out.println(new String(data,0,readLen));
        }

        //客户端退出
        System.out.println("客户端退出");
        //关闭
        outputStream.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
    }
}

使用字符流实现

服务端

package testInet.testTCP;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//服务端
public class Server3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //监听9999端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("服务端监听9999端口:");
        Socket socket = serverSocket.accept();

        //接收数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(),"UTF-8"));
        String line = br.readLine();
        System.out.println(line);

        //发送数据
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(),"UTF-8"));
        bw.write("Hello,Client!!!");
        bw.newLine(); //插入一个换行符，表示写入的内容结束，注意，要求对方使用readLine！！！
        bw.flush();//使用字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道

        //关闭流
        br.close();
        bw.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端

package testInet.testTCP;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class Client3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);

        //发送数据
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "UTF-8"));
        bw.write("Hello,Sever");
        bw.newLine(); //插入一个换行符，表示写入的内容结束，注意，要求对方使用readLine
        bw.flush();//使用字符流，需要手动刷新，否则数据不会写入数据通道

        //接收数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
        String line = br.readLine(); //使用readLine读取一行，即可判断是否结束
        System.out.println(line);

        //关闭流
        br.close();
        bw.close();
        socket.close();
    }
}

文件上传

服务端

package testInet.testTCP.fileUpload;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//文件上传服务端
public class Sever {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务端监听8888端口....");
        Socket socket = serverSocket.accept();

        //读取图片
        String path = "src/testInet/testTCP/fileUpload/pic2/a.jpg";
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
        byte[] data = streamToByteArray(bis);
        //输出图片
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(path));
        bos.write(data);

        //发送数据
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
        bw.write("收到图片");
        bw.flush();
        socket.shutdownOutput();

        //关闭流
        bos.close();
        bw.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }

    /**
     * 功能：将输入流转换成byte[]
     * @param is
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
        byte[] b = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(b))!=-1){
            bos.write(b, 0, len);
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();
        bos.close();
        return array;
    }

}

客户端

package testInet.testTCP.fileUpload;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

//文件上传客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),8888);

        //保存图片
        String path = "src/testInet/testTCP/fileUpload/pic1/a.jpg";
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(path));
        //将文件保存到一个字节数组
        byte[] date = streamToByteArray(bis);
        //创建输出流，向服务端发送数据
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
        bos.write(date);
        socket.shutdownOutput();

        //接收数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String line = " ";
        while ((line = br.readLine()) != null){
            System.out.println(line);
        }


        //关闭流
        br.close();
        bos.close();
        bis.close();
        socket.close();
    }

    /**
     * 功能：将输入流转换成byte[]
     * @param is
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
        byte[] b = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(b))!=-1){
            bos.write(b, 0, len);
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();
        bos.close();
        return array;
    }

}

文件下载

public class Homework03Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //1 监听 9999端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        //2.等待客户端连接
        System.out.println("服务端，在9999端口监听，等待下载文件");
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3.读取 客户端发送要下载的文件名
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] b = new byte[1024];
        int len = 0;
        String downLoadFileName = "";
        while ((len = inputStream.read(b)) != -1) {
            downLoadFileName += new String(b, 0 , len);
        }
        System.out.println("客户端希望下载文件名=" + downLoadFileName);
        
        //如果客户下载的是 高山流水 我们就返回该文件，否则一律返回 无名.mp3
        String resFileName = "";
        if("高山流水".equals(downLoadFileName)) {
            resFileName = "src\\高山流水.mp3";
        } else {
            resFileName = "src\\无名.mp3";
        }

        //4. 创建一个输入流，读取文件
        BufferedInputStream bis =
                new BufferedInputStream(new FileInputStream(resFileName));

        //5. 读取文件到一个字节数组

        byte[] bytes = streamToByteArray(bis);
        //6. 得到Socket关联的输出流
        BufferedOutputStream bos =
                new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
        //7. 写入到数据通道，返回给客户端
        bos.write(bytes);
        socket.shutdownOutput();//很关键.

        //8 关闭相关的资源
        bis.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
        System.out.println("服务端退出...");
    }
    
        /**
     * 功能：将输入流转换成byte[]
     * @param is
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
        byte[] b = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(b))!=-1){
            bos.write(b, 0, len);
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();
        bos.close();
        return array;
    }
    
}

public class Homework03Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception {


        //1. 接收用户输入，指定下载文件名
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入下载文件名");
        String downloadFileName = scanner.next();

        //2. 客户端连接服务端，准备发送
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        //3. 获取和Socket关联的输出流
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write(downloadFileName.getBytes());
        //设置写入结束的标志
        socket.shutdownOutput();

        //4. 读取服务端返回的文件(字节数据)
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
        byte[] bytes = streamToByteArray(bis);
        //5. 得到一个输出流，准备将 bytes 写入到磁盘文件
        String filePath = "e:\\" + downloadFileName + ".mp3";
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(filePath));
        bos.write(bytes);

        //6. 关闭相关的资源
        bos.close();
        bis.close();
        outputStream.close();
        socket.close();

        System.out.println("客户端下载完毕，正确退出..");
    }
    
        /**
     * 功能：将输入流转换成byte[]
     * @param is
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
        byte[] b = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(b))!=-1){
            bos.write(b, 0, len);
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();
        bos.close();
        return array;
    }
    
}

netstat指令：

  • netstat -an 可以查看当前主机网络情况，包括端口监听情况和网络连接情况
  • netstat -an l more 可以分页显示
  • 要求在dos控制台下执行
  • Listening表示某个端口在监听
  • 如果有一个外部程序（客户端）连接到该端口，就会显示一条连接信息

UDP编程

基本介绍：

  • 类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序
  • UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达
  • DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号
  • UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接

基本流程：

  1. 核心的两个类/对象 Datagramsocket与DatagramPacket

  2. 建立发送端，接收端

  3. 建立数据包

  4. 调用DatagramSocket的发送、接收方法

  5. 关网DatagramSocket

例

编写一个接收端A,和一个发送端B
接收端A在9999端口等待接收数据receive)
发送端B向接收端A发送数据"Hello,A!"
接收端A接收到发送端B发送的数据，回复"Hello,B!"，再退出
发送端接收回复的数据，再退出

A

package testInet.testUDP;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

public class A {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建DatagramSocket对象，准备在9999端口接收数据
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
        //构建DatagramPacket对象，准备接收数据
        byte[] buf = new byte[64*1024];//64k的大小
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        //调用接收方法，将通过网络传输的DatagramPacket对象 填充到packet对象
        //当有数据包发送到本机的9999端口，就会接收到数据
        //如果没有数据包发送到本机的9999端口，就会阻塞等待
        System.out.println("A监听9999端口....");
        socket.receive(packet);

        //将packet进行拆包，取出数据
        int length = packet.getLength();//实际接收的数据字节长度
        byte[] data = packet.getData();//实际接收到的数据(buf也是实际接收到的数据)
        String str = new String(data,0,length);
        System.out.println(str);

        //发送数据
        data = "Hello,B!".getBytes();
        packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.91.1"),8888);
        socket.send(packet);

        //关闭资源
        socket.close();
        System.out.println("A退出");

    }
}

B

package testInet.testUDP;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class B {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建DatagramSocket对象
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);//准备在8888接收数据
        //将需要发送的数据，封装到DatagramPacket对象
        byte[] data = "Hello,A!".getBytes();
        //封装的内容 data数据  数据长度  地址(IP)  端口号
        DatagramPacket packet = 
            new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.91.1"),9999);

        socket.send(packet);

        //接收数据
        byte[] buf = new byte[1024*64];
        packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        socket.receive(packet);
        int length = packet.getLength();
        String str = new String(buf,0, length);  //直接使用buf(也是接收的实际数据)
        System.out.println(str);

        //关闭
        socket.close();
        System.out.println("B退出");

    }
}

标签：java,socket,import,编程,网络,new,close,byte
From： https://www.cnblogs.com/Starry-blog/p/16992647.html

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