TCP编程

网络相关概念

网络通信

1. 概念：两台设备之间通过网络实现数据传输。
2. 网络通信：将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备中。
3. java.net包下提供了一系列的类或接口，供程序员使用，完成网络通信。

网络

1. 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。
2. 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，仅仅覆盖一个教室或一个机房。
• 城域网：覆盖范围较大，可以覆盖一个城市。
• 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

1. 概念：用于唯一标识网络中的每台计算机/主机。
2. 查看IP地址：ipconfig
3. ip地址的表示形式：点分十进制 xx.xx.xx.xx
4. 每个十进制书范围：0~255
5. ip地址的组成=网络地址+主机地址，比如：192.168.0.30
6. 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，其地址数量号称可以为世界上的每一粒沙子边上一个地址。
7. 由于ipv4最大的问题在于网络上地址资源有限，严重限制了互联网的应用和发展。IPV6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。

域名

1. 概念：将ip地址映射成域名。
2. 好处：为了方便记忆，解决记ip的困难。

端口号

1. 概念：用于标识上计算机上某个特定的网络程序。
2. 表示形式：以整数形式，范围0~65535
3. 0~1024已经被占用，比如ssh 22,ftp 21,smtp25,http80
4. 常见的网络程序端口号： + tomcat：8080 + MySQL：3306 + Oracle：1521 + sqlserver：1433

网络通信协议

协议（tcp/ip）

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国际网络互连网络的基础，简单来说，就是有网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

TCP 协议

1. 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道。
2. 传输前，采用“三次握手”方式，是可靠的。
3. TCP协议进行通信的两个应用：客户端、服务端。
4. 在连接中可进行大数据量的传输。
5. 传输完毕，需要释放已建立的连接，效率低。

UDP协议

6. 将数据、源、目的封装在数据包，不需要建立连接。
7. 每个数据报的大小限制在64k内
8. 因无需连接，故是不可靠的
9. 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类

相关方法

1. 获取本机InetAddress对象getLocalHost
2. 根据指定主机名/域名获取ip对象getByName
3. 获取InetAddress对象的主机getHostName
4. 获取InetAddress对象的地址getHostAddress

package com.study.srv.demo18;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/8 12:01
 */
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        //根据getLocalHost获取本机InetAddress对象。
        InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(localHost);

        //根据指定主机名获取ip对象getByName
        InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("DESKTOP-4FD503I");
        System.out.println(inetAddress);

        //根据指定域名获取ip对象getByName
        InetAddress byName = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println(byName);

        //获取InetAddress对象的主机getHostName
        InetAddress host = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(host.getHostName());

        //获取InetAddress对象的地址getHostAddress
        InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(address.getHostAddress());
    }
}

Socket

基本介绍

1. 套接字（Socket）开发网络应用程序被广泛使用，以至于成为事实上的标准。
2. 通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。
3. 网络通信其实就是Socket间的通信。
4. Socket允许程序把网络当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输。
5. 一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通讯请求的为服务端。 当主机/客户端发起连接是调用socket.getOutPutStream()输出数据，主机/服务端调用socket.getInPutStream()接受数据，反之亦然。

TCP网络通信编程

基本介绍

1. 基于客户端——服务端的网络通信。
2. 底层使用的是TCP/IP协议
3. 应用场景举例：客户端发送数据，服务端接受并显示。
4. 基于Socket的TCP编程

TCP编程

• 字节流

1. 编写一个服务器端,和一个客户端
2. 服务器端在9999端口监听
3. 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
4. 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

package com.study.srv.demo18;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 10:44
 * 服务器端2.0
 */
public class Demo04 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //编写一个服务端，在9999端口进行监听
        //接受客户端发送的消息，输出，并发送"Hello,client",再退出
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("等待客户端连接");
        Socket accept = serverSocket.accept();
        InputStream inputStream = accept.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len=0;
        while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }
        System.out.println("信息读取完毕，开始发送信息");
        //读取结束标记
        accept.shutdownInput();
        OutputStream outputStream = accept.getOutputStream();
        outputStream.write("Hello,client".getBytes());

        outputStream.close();
        inputStream.close();
        accept.close();
        serverSocket.close();
    }
}

package com.study.srv.demo18;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 10:52
 */
public class Demo05 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //客户端连接到服务端，发送"Hello,server"
        //并接收服务端发送的"Hello,client"再退出。
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        System.out.println("客户端连接服务器");
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("Hello,server".getBytes());
        //写入结束标记
        socket.shutdownOutput();
        System.out.println("信息发送完毕，准备读取服务端信息");
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len=0;
        while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1){
            System.out.println(new String(bytes,0,len));
        }
        inputStream.close();
        outputStream.close();
        socket.close();
    }
}

• 字符流

TCP编程中Socket虽然只有getOutputStream()和getInputStream(),但是可以利用转换流将字节流转为字符流.

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

package com.study.srv.demo18;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 11:46
 */
public class Demo06 {
    public static void main(String[] args)throws IOException {

        //编写一个服务端，在9999端口进行监听
        //接受客户端发送的消息，输出，并发送"Hello,client",再退出
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("等待客户端连接");
        Socket accept = serverSocket.accept();
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(accept.getInputStream()));
        String line ;
        while ((line= bufferedReader.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
//        String line=bufferedReader.readLine();
//        System.out.println(line);
        System.out.println("信息读取完毕，开始发送信息");
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
        bufferedWriter.write("Hello,server");
//        bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符，表示回复内容的结束。
        bufferedWriter.flush();//手动刷新flush
        bufferedWriter.close();
        bufferedReader.close();
        accept.close();
        serverSocket.close();
    }
}

package com.study.srv.demo18;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 11:47
 */
public class Demo07 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //客户端连接到服务端，发送"Hello,server"
        //并接收服务端发送的"Hello,client"再退出。
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
        System.out.println("客户端连接服务器");
        BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
        bufferedWriter.write("Hello,server");
        //插入一个换行符，表示写入的内容结束，但值得注意的是，
        //如果使用newLine(),那服务端的输入流必须用readLine()
        //bufferedWriter.newLine();
        //如果使用字符流,需要刷新
        bufferedWriter.flush();
        socket.shutdownOutput();
        System.out.println("信息发送完毕，准备读取服务端信息");
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String line =null;
        while ((line= bufferedReader.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
        bufferedReader.close();
        bufferedWriter.close();
        socket.close();
    }
}

• 传文件

package com.study.srv.demo18;

import com.sun.xml.internal.ws.util.StreamUtils;

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

/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 15:45
 */
public class Demo08 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        1.编写一个服务端,和一个客户端
//        2.服务器端在8888端口监听
//        3.客户端连接到服务端,发送一张图片e:llqie.png
//        4.服务器端接收到客户端发送的图片，保存到src下,发送"收到图片”再退出·5.客户端接收到服务端发送的“收到图片",再退出
//        6.该程序要求使用StreamUtils.java
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream("src/com/study/srv/demo18/test.gif");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len=0;
        while ((len=inputStream.read(bytes))!=-1){
            fileOutputStream.write(bytes,0,len);
        }
        fileOutputStream.close();
        socket.shutdownInput();
        System.out.println("图片保存完毕");
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("收到图片".getBytes());
        outputStream.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();

    }
}

package com.study.srv.demo18;



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


/**
 * @author Wen先森
 * @version 1.0
 * @date 2022/7/14 15:45
 */
public class Demo09 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
//        1.编写一个服务端,和一个客户端
//        2.服务器端在8888端口监听
//        3.客户端连接到服务端,发送一张图片e:llqie.png
//        4.服务器端接收到客户端发送的图片，保存到src下,发送"收到图片”再退出·5.客户端接收到服务端发送的“收到图片",再退出
//        6.该程序要求使用StreamUtils.java
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("E:\\1.gif");
        byte[] bytes = new byte[1024];
        int len=0;
        while ((len=fileInputStream.read(bytes))!=-1){
            outputStream.write(bytes,0,len);
        }
        fileInputStream.close();
        socket.shutdownOutput();
        System.out.println("图片已发送");
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int length=0;
        while ((length=inputStream.read(buf))!=-1){
            System.out.println(new String(buf,0,length));
        }
        outputStream.close();
    }
}

netstat 指令

1. netstat -an可以查看当前主机网络情况，包括端口监听情况下和网络连接情况。
2. netstat -an | more 可以分页显示
3. 要求在dos控制台下执行win+R

• 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。
• 可以输入ctrl+C退出指令。

TCP网络通讯细节

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，这个端口时TCP/IP来分配的，是不确定的，是随机的。