强哥说Java--网络编程

标签：Java Socket -- 强哥 TCP IP InetAddress 端口号客户端

网络编程

网络编程概述
网络通信要素概述
通信要素1 : IP和端口号

ip地址
端口号
InetAddress类
实例

通信要素2 :网络协议

TCP/IP协议簇

TCP网络编程

Socket
基于Socket的TCP实例

小结

网络编程概述

Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由 JVM 进行控制。并且 Java 实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

网络通信要素概述

通信双方地址
➢IP
➢端口号
一定的规则(即:网络通信协议。有两套参考模型)
➢OSI参考模型:模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广
➢TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议):事实上的国际标准。

强哥说Java--网络编程_IP

强哥说Java--网络编程_java_02

通信要素1 : IP和端口号

ip地址

IP地址: InetAddress
➢唯一的标识Internet.上的计算机(通信实体)
➢本地回环地址(hostAddress): 127.0.0.1 主机名(hostName): localhost
➢IP地址分类方式1: IPV4和IPV6
IPV4: 4个字节组成，4个0-255。大概42亿，30亿都在北美，亚洲4亿。2011年初已经用尽。以点分十进制表示，如192. 168.0.1
IPV6: 128位 (16个字节)，写成8个无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，数之间用冒号(: )分开，如: 3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984

➢IP地址分类方式2:公网地址(万维网使用)和私有地址(局域网使用)。192.168.开头的就是私有址址，范围即为192.168.0.0–192.168.255.255，专门为组织机
构内部使用
➢特点:不易记忆

端口号

端口号标识正在计算机_上运行的进程(程序)
➢不同的进程有不同的端口号
➢被规定为一个16位的整数0~65535。
➢端口分类:
➢公认端口: 0~1023。被预先定义的服务通信占用(如: HTTP占用端口80，FTP占用端口21，Telnet占用端口23)
➢注册端口: 1024~49151。分配给用户进程或应用程序。( 如: Tomcat 占用端口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等) 。
➢动态/私有端口: 49152~65535。

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字: Socket.

InetAddress类

Internet上的主机有两种方式表示地址:
➢域名(hostName): www. atguigu.com
➢IP地址(hostAddress): 202.108.35.210
InetAddress类主要表示IP地址，两个子类:Inet4Address、 Inet6Address。

InetAddress类对象含有一个Internet主机地址的域名和IP地址:www.atguigu.com和202.108.35.210。

域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器(DNS)负责将域名转化成IP地址，这样才能和主机建立连接。-------域名解析

InetAddress类没有提供公共的构造器，而是提供了如下几个静态方法来获取InetAddress实例

public static InetAddress getLocalHost()

public static InetAddress getByName(String host)

InetAddress提供了如下几个常用的方法

public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）

public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名

public boolean isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址

实例

package com.caq.java;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

/**

 通信要素一：IP和端口号

 1.IP唯一的Internet上的计算机
 2.在java中使用InetAddress
 3.IP分类：
 IPv4，IPv6  万维网和局域网


 * @Date 2021/12/3 7:59
 * @Version 1.0
 */
public class InternetTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
            System.out.println(inet1);


            InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(localHost);

            InetAddress byName = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(byName);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

通信要素2 :网络协议

●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，对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。

●问题:网络协议太复杂
计算机网络通信涉及内容很多，比如指定源地址和目标地址，加密解密，压缩解压缩，差错控制，流量控制，路由控制，如何实现如此复杂的网络协议呢?

●通信协议分层的思想
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
用的复合方式是层次方式，即同层间可以通信、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。

TCP/IP协议簇

传输层协议中有两个非常重要的协议：

传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)

用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。

**TCP/IP 以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)**而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。

IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。

TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。

TCP网络编程

TCP协议:

➢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，点对点通信，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协议:
➢将数据、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
➢发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
➢可以广播发送
➢发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

这里简单介绍下，后序会详细更新，这点很重要

强哥说Java--网络编程_IP_03

强哥说Java--网络编程_java_04

Socket

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实上的标准。

网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。

通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点。

网络通信其实就是Socket间的通信。

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。

Socket分类:

➢流套接字(stream socket) :使用TCP提供可依赖的字节流服务

➢数据报套接字(datagram socket) :使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务

说白了就是IP地址和端口号组合在一起构成Socket

常用方法

强哥说Java--网络编程_IP_05

基于Socket的TCP实例

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程。其通信模型如下图：

强哥说Java--网络编程_网络_06

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤:

➢创建Socket:根据指定服务端的IP地址或端口号构造Socket类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。
➢打开连接到Socket的输入出流:使用 getInputStream()方法获得输入流，使用getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输
➢按照一定的协议对Socket进行读/写操作:通过输入流读取服务器放入线路的信息.(但不能读取自己放入线路的信息)，通过输出流将信息写入线程。
➢关闭Socket:断开客户端到服务器的连接，释放线路

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:

➢调用ServerSocket(int port) :创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。
➢调用accept():监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字对象。
➢调用该Socket类对象的getOutputStream()和getInputStream ():获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。
➢关闭ServerSocket和Socket对象:客户端访问结束，关闭通信套接字。

服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

接受就是accept方法

package com.caq.java;

import org.junit.Test;

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

/**

 实现TCP的网络编程
 例题2:客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地。


 * @Date 2021/12/3 9:13
 * @Version 1.0
 */
public class TCPTest2 {

    //客户端
    @Test
    public void  client() throws IOException {
        //1.创建服务器端的ServeSocker，指明自己的端口号
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("localhost"),9090);

        //2.获取一个输出流，用于输出数据
        OutputStream os = socket.getOutputStream();

        //3.写出本地数据的操作
        FileInputStream fis = new FileInputStream("cxk1.jpg");

        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }

        //4.资源的关闭
        fis.close();
        os.close();
        socket.close();


    }

    //服务端
    @Test
    public void  server() throws IOException {

        //创建服务端ServerSocket，指明端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);

        //2.获取客户端Socket
        Socket socket = ss.accept();

        //3.获取客户端输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //3.保存为本地文件
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("cxk2.jpg");

        //4.操作过程
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        //5.资源的关闭
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        ss.close();

    }
}

UDP和URL编程后续学Javaweb更新！！！

小结

位于网络中的计算机具有唯一的IP地址，这样不同的主机可以互相区分。
客户端一服务器是一种最常见的网络应用程序模型。服务器是一个为其客户端提供某种特定服务的硬件或软件。客户机是一个用户应用程序，用于访问某台服务器提供的服务。端口号是对一个服务的访问场所，它用于区分同一物理计算机上的多个服务。套接字用于连接客户端和服务器，客户端和服务器之间的每个通信会话使用一个不同的套接字。TCP协议用于实现面向连接的会话。

Java中有关网络方面的功能都定义在java.net程序包中。Java用InetAddress对象表示IP地址，该对象里有两个字段:主机名(String) 和IP地址(int)。

类Socket和ServerSocket实现了基于TCP协议的客户端一服务器程序。Socket是客户端和服务器之间的一个连接，连接创建的细节被隐藏了。这个连接提供了一个安全的数据传输通道，这是因为TCP协议可以解决数据在传送过程中的丢失、损坏、重复、乱序以及网络拥挤等问题，它保证数据可靠的传送。

类URL和URLConnection提供了最高级网络应用。URL的网络资源的位置来同一表示Internet上各种网络资源。通过URL_对象可以创建当前应用程序和URL表示的网络资源之间的连接，这样当前程序就可以读取网络资源数据，或者把自己的数据传送到网络上去。

标签：Java,Socket,--,强哥,TCP,IP,InetAddress,端口号,客户端
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