网络编程小笔记

其他 2020-03-28 14:57:16 阅读次数: 0

文章目录

网络编程

一、概述：

在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，可以进行数据传输。

二、三要素：

IP地址

  • 设备在网络中的地址，是唯一的标识。

端口

  • 应用程序在设备在唯一的标识。

协议

  • 数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP协议和TCP协议。

1、IP：

概念

IP：全称“互联网协议地址”，也称IP地址。是分配给上网设备的数字标签。常见的IP分类为ipv4和ipv6.

在这里插入图片描述

  • IPv4：

在这里插入图片描述

  • IPv6：

由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，而IPv4的模式下IP的总结是有限的。

采用128位地址长度，分成8组。

在这里插入图片描述

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，也称本地回环地址，可以代表本机的IP地址，一般用来测试使用

2、InetAddress的使用

InetAddress：此类表示Interme协议（IP）地址。

cmd+ipconfig+回车：查询主机IP。

三个方法
  • 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
public class InetadressTest{
	public static void main (String[] args) throws UnknowHostException{
		InetAddress address = InetAddress,getByName("LAPTOP-RPLJ5AUN");
		
		String hostName = address.getHostName();
		System.out.println("主机名为："+hostName);
		
		String ip = address.getHostAddress();
		System.out.println("IP为："+ip);
	}
}

运行结果：
主机名为：LAPTOP-RPLJ5AUN
IP为192.168.0.100

3、端口

端口：应用程序在设备中唯一的标识。

端口号：用两个字节表示的整数，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或者应用。

我们自己使用1024以上的端口号就可以了。

注意：一个端口号只能被一个应用程序使用。

4、协议

协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议。

UDP协议
  • 用户数据报协议（User Datagram Protocol）
  • UDP是面向无连接通信协议
    速度快，有大小限制一次最多发送64k，数据不安全，易丢失数据。
TCP协议
  • 传输控制协议（Tranmission Control Protocol）
  • TCP协议是面向连接的通信协议。
    速度慢，没有大小限制，数据安全。

小结

网络编程：可以让两台计算机进行数据交互。

网络编程三要素：

​ IP：设备在网络中唯一的标识。

​ 端口号：应用程序在设备中唯一的标识。

​ 协议：数据在传输的过程中遵守的规则。

三、UDP通讯程序

UDP发送端

UDP发送数据：

  1. 创建发送端的DatagramSocket对象
  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
  4. 释放资源
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 16:14
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建发送端DatagramSocket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //2.打包数据
        //结构：DatagramPacket (byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        String s = "啥也不是";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address =InetAddress.getByName("127.0.0.1");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        //3.调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        ds.send(dp);
        //4.释放资源
        ds.close();
    }
}
UDP接收端

UDP接收数据

  1. 创建接收端的DatagramSocket对象
  2. 创建一个箱子，用于接收数据
  3. 调用DatagramSocket的方法接收数据并将数据放入箱子中
  4. 解析数据包，并把数据在控制台显示
  5. 释放资源
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 16:30
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建接收端DatagramSocket对象------表示接收端从10000端口接收数据
        DatagramSocket ds= new DatagramSocket(10000);
        //2.创建一个新箱子，接收数据
        //结构：DatagramPacket (byte[] buf, int length）
        byte[] bytes = new byte[1024];
        DatagramPacket dp= new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
        //3.调用DatagramSocket方法接收数据，将数据放入箱子
        ds.receive(dp);
        //4.从新的箱子里获取数据
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        //5.释放资源
        ds.close();
    }
}
注意
  1. 要先运行接收端，再运行发送端。
  2. 如果接收端再启动之后，没有接收到数据，那么会死等（阻塞）。
  3. 在接收数据的时候，需要调用一个getLength方法，表示接收了多少字节。
小练习
  • UDP发送数据：数据来自于键盘输入，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，故采用死循环进行接收。
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 17:23
 */
public class Client1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sn = new Scanner(System.in);
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        while (true){
            String s = sn.nextLine();
            if ("886".equals(s)){
                break;
            }
            byte[] bytes = s.getBytes();
            InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 10000;
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
            ds.send(dp);
        }
        ds.close();
    }
}

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 18:28
 */
public class Server1 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        while (true){
            byte[] bytes = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
            ds.receive(dp);
            byte[] data = dp.getData();
            int length = dp.getLength();
            System.out.println(new String(data,0,length));
        }

    }
}

运行结果：

在Client1的控制台中键盘输入：

在这里插入图片描述

Server1的结果为：

在这里插入图片描述

UDP的三种通讯方式
  • 单播：一对一
  • 组播：一对多（ipv4）【ipv6中称为多播】
  • 广播：一对所有

单播发送端：

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，这是发给指定ip的电脑，但在组播中，这是发给组播地址。】

【在单播中，这是发给指定ip的电脑，但在广播中，这是发给广播地址。】

④释放资源

单播接收端：

①创建接收端的Socket对象（DatagramSocket）

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

【组播的接收端为 new MulticasSocket(10086);】

②创建一个箱子，用于接收数据（DatagramPacket）

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);

【在②和③之间：把当前电脑添加在组当中】

③调用DatagramSocket对象的方法接收数据，并将数据放入箱子中

ds.receive(dp);

④解析数据包，并把数据在控制台中显示

byte[] data = dp.getData();

System.out.println(new String(data,0,dp.getLength()));

⑤释放资源

UDP通信组播代码实现

组播地址：224.0.0.0~239.255.255.255

其中224.0.0.0~224.0.0.255为预留的组播地址。

组播代码实现：
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 23:07
 */
public class Client2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 组播 你好呀";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        ds.send(dp);
        ds.close();
    }
}

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/26 23:39
 */
public class Server2 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
        byte[] bytes = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
        //把当前计算机绑定一个组播地址，表示添加在这一组播中
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
        ms.receive(dp);
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        ms.close();
    }
}

运行结果：

在这里插入图片描述

UDP通信广播代码实现

广播地址：255.255.255.255

广播代码实现：
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 14:52
 */
public class Client3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 广播 你好呀";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        ds.send(dp);
        ds.close();
    }
}

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 14:57
 */
public class Server3 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        ds.receive(dp);
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        ds.close();
    }
}

运行结果：

在这里插入图片描述

四、TCP通讯程序

TCP通信原理：
  • TCP通讯协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象。
  • 通信之前要保证连接已经建立。
  • 通过Socket产生IO流来进行网络通信。

在这里插入图片描述

TCP发送数据步骤：

①创建客户端的Socket对象（Socket）与指定服务端连接

​ Socket(String host,int port)

②获取输出流，写数据

​ OutputStream getOutputStream()

③释放资源

​ void close()

TCP接收数据步骤：

①创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)

②监听客户端连接，返回一个Socket对象

​ Socket accept()

③获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台

​ inputStream getinputStream()

④释放资源

​ void close()

代码实现：

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 21:49
 */
public class Client4 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建一个Socket对象
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10001);
        //2.获取一个IO流开始写数据
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("hello".getBytes());
        //3.释放资源
        os.close();
        socket.close();
    }
}

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


/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 21:53
 */
public class Server4 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建Socket对象
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10001);
        //2.等待客户端连接
        System.out.println("连接前");
        Socket accept = ss.accept();
        System.out.println("连接后");
        //3.获取输入流对象
        InputStream is = accept.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read())!=-1){
            System.out.print((char)b);
        }
        //4.释放资源
        is.close();
        ss.close();
    }
}

运行结果：

在这里插入图片描述

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。
  4. 针对服务器来讲，是往里读的，所以是输入流。 read方法也是阻塞的。
  5. 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。
TCP–三次握手

在这里插入图片描述

TCP–四次挥手

在这里插入图片描述

TCP通讯练习1
  • 客户端：发送数据，接受服务器反馈
  • 服务器：接受数据，给出反馈

TCP通信原理：

在这里插入图片描述

代码实现：

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 23:52
 */
public class Client5 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10002);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("hello".getBytes());
        //os.close(); 如果在这里关流，会导致整个Socket都无法使用
        socket.shutdownOutput();//仅仅关闭输出流,并写一个结束标记，对socket没有任何影响
//        InputStream is = socket.getInputStream();
//        int b;
//        while ((b = is.read())!=-1){
//            System.out.println((char)b);
//        }
        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();
    }
}

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/27 23:55
 */
public class Server5 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);
        Socket accept = ss.accept();
        InputStream is = accept.getInputStream();
        int b;
        while ((b = is.read())!=-1){
            System.out.print((char)b);
        }
//        OutputStream os = accept.getOutputStream();
//        os.write("你谁啊？".getBytes());
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
        bw.write("你谁啊？");
        bw.newLine();
        bw.flush();

        bw.close();
        is.close();
        accept.close();
        ss.close();
    }
}

运行结果：

在这里插入图片描述

TCP案例练习2
  • 客户端：将本地文件上传到服务器，接收服务器的反馈。
  • 服务器：接收客户端上传的文件，上传完毕之后给出反馈。

TCP通信原理：

在这里插入图片描述

先准备好文件

在这里插入图片描述

  • 红色框框是准备文件
  • 黄色框框是成功运行后被储存的文件

代码实现：

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/28 12:28
 */
public class Client6 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10005);

        //是本地的流，用来读取本地的
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\idea_me\\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
        }

        //给服务器一个结束标志，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();
    }
}

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

/**
 * Created by Ajiac on 2020/3/28 12:47
 */
public class Server6 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);
        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("D:\\idea_me\\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();
    }
}

运行结果：

在这里插入图片描述

这时我们来查看ServerDir文件夹，
会发现里面多了个copy.jpg

在这里插入图片描述

点开会发现，
1.jpg与copy.jpg是相同的两个文件

注意

读取本地的流时，要输入全路径。

-Ajiac?
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