JAVA學(xué)習(xí)筆記06——網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)

網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念

網(wǎng)絡(luò)通信
- 概念：兩臺設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸
- 網(wǎng)絡(luò)通信：將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)從一臺設(shè)備傳輸?shù)搅硪慌_設(shè)備
- Java.net包下提供了一系列的類或接口，供程序員使用，完成網(wǎng)絡(luò)通信
網(wǎng)絡(luò)：
- 概念：兩臺或多臺設(shè)備通過一定物理設(shè)備連接起來構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)
- 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍不同，對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類：
  - 局域網(wǎng)
  - 城域網(wǎng)
  - 廣域網(wǎng)
ip地址：
- 概念：用于唯一標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中的每臺計算機(jī)/主機(jī)
- 查看ip地址：ipconfig
- ip表示：
  - 點分十進(jìn)制
  - 對于IPv4用4個字節(jié)（32位）表示
  0~255 0~255 0~255 0~255
- ip地址的組成=網(wǎng)絡(luò)地址+主機(jī)地址，比如：192.168.1.1
- IPv6是互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組設(shè)計的用于替代IPv4的下一代IP協(xié)議
- IPv4地址分類：
  - A類：0.0.0.0到127.255.255.255
  - B類：128.0.0.0到191.255.255.255
  - C類：192.0.0.0到223.255.255.255
  - D類：224.0.0.0到239.255.255.255
  - E類：240.0.0.0到247.255.255.255

域名和端口

域名

例如：www.baidu.com
好處：為了方便記憶，解決記IP地址困難的問題
概念：將IP地址映射成域名，HTTP協(xié)議

端口號

概念：用于標(biāo)識計算機(jī)上某個特定的網(wǎng)絡(luò)程序
表示形式：以整數(shù)形式，范圍0~65535
0~1024已經(jīng)被占用，比如ssh 22，ftp 21，smtp 25，http 80
常見的網(wǎng)絡(luò)程序端口號：
- tomcat 8080
- mysql 3306
- oracle 1521
- sqlserver：1433

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)編程中數(shù)據(jù)的組織形式

OSI模型（理論）	TCP/IP模型	TCP/IP模型各層對應(yīng)協(xié)議
應(yīng)用層	應(yīng)用層	HTTP、ftp、telnet、DNS……
表示層
會話層
傳輸層	傳輸層（TCP）	TCP、UDP……
網(wǎng)絡(luò)層	網(wǎng)絡(luò)層（IP）	IP、ICMP、ARP……
數(shù)據(jù)鏈路層	物理+數(shù)據(jù)鏈路層	Link
物理層

TCP和UDP

TCP傳輸控制協(xié)議
- TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的簡寫。
- 中文譯名為傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)互聯(lián)協(xié)議，又叫網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，這個協(xié)議是Internet最基本的協(xié)議，簡單地說，就是由網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議和傳輸層的TCP協(xié)議組成的
- 使用TCP協(xié)議前，須先建立TCP連接，形成傳輸數(shù)據(jù)通道
- 傳輸前，采用”三次握手“方式，是可靠的
- TCP協(xié)議進(jìn)行通信的兩個應(yīng)用進(jìn)程：客戶端、服務(wù)端
- 在連接中可進(jìn)行大數(shù)據(jù)量的傳輸
- 傳輸完畢，需釋放已建立連接，效率低
UDP協(xié)議
- 將數(shù)據(jù)、源、目的封裝成數(shù)據(jù)包，不需要建立連接
- 每個數(shù)據(jù)包的大小限制在64K以內(nèi)，不適合傳輸大量數(shù)據(jù)
- 因無需連接，所以是不可靠的
- 發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束時無需釋放資源（因為不是面向連接的），速度快

InetAddress類

Socket

基本介紹：
- 套接字（Socket）開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序被廣泛采用，以至于成為事實上的標(biāo)準(zhǔn)
- 通信的兩端都要由Socket，是兩臺機(jī)器間通信的端點
- 網(wǎng)絡(luò)通信其實就是Socket間的通信
- Socket允許把網(wǎng)絡(luò)連接當(dāng)成一個流，數(shù)據(jù)在兩個Socket間通過IO傳輸。
- 一般主動發(fā)起通信的應(yīng)用程序?qū)倏蛻舳?，等待通信請求的為服?wù)端
- 當(dāng)我們需要通訊時（讀寫數(shù)據(jù)）
  - socket.getOutputStream()
  - socket.getInputStream()
- Socket有TCP編程和UDP編程

TCP網(wǎng)絡(luò)通信編程

基本介紹
- 基于客戶端—服務(wù)端的網(wǎng)絡(luò)通信
- 底層使用的時TCP/IP協(xié)議
- 應(yīng)用場景舉例：客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，服務(wù)端接受并顯示
- 基于Socket的TCP編程

案例：

// 服務(wù)端
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class SocketServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 在9999接口監(jiān)聽，等待連接
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        System.out.println("等待連接……");
        // 當(dāng)沒有客戶端連接時，程序阻塞，等待連接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("服務(wù)端 socket = " + socket.getClass());
        // 讀取客戶端寫入數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int readLen = 0;
        while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
            System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
        }
        // 關(guān)閉流和socket
        inputStream.close();
        socket.close();
    }
}

// 客戶端
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class SocketTCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 連接服務(wù)器，如果連接成功，返回Socket對象
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9999);
        System.out.println("客戶端 socket = " + socket.getClass());
        // 連接上后，生成Socket,通過socket.getOutputStream()得到和Socket對象關(guān)聯(lián)的輸出流對象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();

        outputStream.write("hello server".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
        socket.shutdownOutput();
        // 關(guān)閉流和Socket對象，必須關(guān)閉
        outputStream.close();
        socket.close();
        System.out.println("Socket關(guān)閉");
    }
}

應(yīng)該設(shè)置一個結(jié)束標(biāo)記，說明結(jié)束發(fā)送數(shù)據(jù)。socket.shutdownOutput()

案例，網(wǎng)絡(luò)上傳文件

// 服務(wù)端
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCPFileCopyServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.服務(wù)端在本機(jī)8888端口監(jiān)聽
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服務(wù)端在8888");
        // 2.等待連接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        // 3.讀取客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)
        //   通過socket得到輸入流
        BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();// 創(chuàng)建輸出流對象
        byte[] b = new byte[1024];// 字節(jié)數(shù)組
        int len;
        while ((len = bufferedInputStream.read(b)) != -1) {// 循環(huán)讀取
            bos.write(b, 0, len);// 把讀取到的數(shù)據(jù)寫入bos
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();// 然后將bos 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組
        bos.close();
        BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("C:\\Users\\46429\\Pictures\\qie233.GIF"));
        bufferedOutputStream.write(array);
        bufferedOutputStream.close();
        bufferedInputStream.close();
        
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

// 客戶端
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class TCPFileCopyClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        // 客戶端連接服務(wù)端，得到Socket對象
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
        // 創(chuàng)建讀取磁盤文件的輸入流
        String filePath = "C:\\Users\\46429\\Pictures\\qie.GIF";
        BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
        ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();// 創(chuàng)建輸出流對象
        byte[] b = new byte[1024];// 字節(jié)數(shù)組
        int len;
        while ((len = bufferedInputStream.read(b)) != -1) {// 循環(huán)讀取
            bos.write(b, 0, len);// 把讀取到的數(shù)據(jù)寫入bos
        }
        byte[] array = bos.toByteArray();// 然后將bos 轉(zhuǎn)成字節(jié)數(shù)組
        bos.close();
        BufferedOutputStream bufferedOutputStream = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
        bufferedOutputStream.write(array);
        bufferedInputStream.close();
        bufferedOutputStream.close();
        socket.shutdownOutput();
    }
}

netstat指令

netstat -an 可以查看當(dāng)前主機(jī)網(wǎng)絡(luò)情況，包括端口監(jiān)聽情況和網(wǎng)絡(luò)連接情況
netstat -an|more可以分頁顯示
要求在dos控制臺下執(zhí)行win + r
netstat.png
說明：
- Listening表示某個端口在監(jiān)聽
- 如果有一個外部程序（客戶端）連接到該端口，就會顯示一條連接信息
- 可以輸入ctrl+c退出指令
netstat -anb 查看使用端口的程序，需要使用管理員權(quán)限

TCP注意點

客戶端連接到服務(wù)器端后，實際上客戶端也是通過一個端口和服務(wù)端進(jìn)行通訊的，這個端口時TCP/IP來分配的，是隨機(jī)的。

UDP網(wǎng)絡(luò)編程

基本介紹

類DatagramSocket和DatagramPacket（數(shù)據(jù)包/數(shù)據(jù)報）實現(xiàn)了基于UDP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)程序
UDP數(shù)據(jù)報通過數(shù)據(jù)報（數(shù)據(jù)包）套接字DatagramSocket發(fā)送和接收，系統(tǒng)不保證UDP數(shù)據(jù)報一定能夠安全送達(dá)目的地，也不能確定什么時候可以抵達(dá)。
DatagramPacket對象封裝了UDP數(shù)據(jù)報，在數(shù)據(jù)報中包含了發(fā)送端的IP地址和端口號以及接受端的IP地址和端口號
UDP協(xié)議中每個數(shù)據(jù)報都給出了完整的地址信息，因此無需建立發(fā)送方和接收方的連接

UDP網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)流程

核心的兩個類/對象DatagramSocket與DatagramPacket
建立發(fā)送端，接收端
建立數(shù)據(jù)包
調(diào)用DatagramSocket的發(fā)送、接受方法
關(guān)閉DatagramSocket

UDP說明

沒有明確的服務(wù)端和客戶端，演變成數(shù)據(jù)的發(fā)送端和接收端
接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)是通過DatagramSocket對象完成
將數(shù)據(jù)封裝到DatagramPacket對象/裝包
當(dāng)接受到DatagramPacket對象，需要進(jìn)行拆包，取出數(shù)據(jù)
DatagramSocket可以指定在哪個端口接收數(shù)據(jù)

應(yīng)用案例

編寫一個接收端A，和一個發(fā)送端B
接收端A在9999端口等待接受數(shù)據(jù)（receive）
發(fā)送端B向接收端A發(fā)送數(shù)據(jù)“hello，明天吃火鍋”
接收端A接收到發(fā)送端B發(fā)送的數(shù)據(jù)，回復(fù)“好的，明天見”再退出
發(fā)送端接收回復(fù)的數(shù)據(jù)，再退出

// 接收端A
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class UDPReceiverA {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 創(chuàng)建一個DatagramSocket對象，準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
        byte[] buf = new byte[1024];// 一個數(shù)據(jù)包最大64k
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        // 調(diào)用接收方法
        System.out.println("接收端A接受數(shù)據(jù)。。。");
        socket.receive(packet);

        int length = packet.getLength();
        byte[] data = packet.getData();
        String s = new String(data, 0, length);
        System.out.println(s);

        byte[] response = "彳亍".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        DatagramPacket rPacket = new DatagramPacket(response, response.length, InetAddress.getByName("172.25.225.69"), 9998);
        socket.send(rPacket);
        // 關(guān)閉資源
        socket.close();
        System.out.println("A端退出");
    }
}

// 發(fā)送端B
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class UDPSenderB {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
        // 將發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝到packet對象
        byte[] data = "明天吃火鍋?。?！".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("172.25.225.69"), 9999);
        socket.send(packet);

        byte[] response = new byte[1024];
        DatagramPacket rPacket = new DatagramPacket(response,response.length);
        System.out.println("接收A端數(shù)據(jù)。。。");
        socket.receive(rPacket);
        byte[] bRe = rPacket.getData();
        String re = new String(bRe, 0,rPacket.getLength());
        System.out.println(re);
        System.out.println("ok");

        socket.close();
        System.out.println("B端退出");
    }
}

個人總結(jié)

很重要，很實用
細(xì)節(jié)和難理解的地方較多，如果不明白一定要回頭看視頻
https://www.bilibili.com/video/BV1fh411y7R8?p=684

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網(wǎng)絡(luò)相關(guān)概念

域名和端口

域名

端口號

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

TCP和UDP

InetAddress類

相關(guān)方法

Socket

TCP網(wǎng)絡(luò)通信編程

netstat指令

TCP注意點

UDP網(wǎng)絡(luò)編程

基本介紹

UDP網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)流程

UDP說明

應(yīng)用案例

個人總結(jié)

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域名和端口

域名

端口號

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

TCP和UDP

InetAddress類

相關(guān)方法

Socket

TCP網(wǎng)絡(luò)通信編程

netstat指令

TCP注意點

UDP網(wǎng)絡(luò)編程

基本介紹

UDP網(wǎng)絡(luò)編程基礎(chǔ)流程

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