网络编程概述

        网络编程是什么：

        就是用来实现 网络互连的不同计算机上 运行的程序间可以进行 数据交换 。

        网络编程的目的：

        直接或间接地 通过网络协议 与其它计算机实现 数据交换，进行通讯。

        网络编程中有两个主要的问题：

        如何准确地定位网络上一台或多台主机，定位主机上的特定的应用

        找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

网络通信要素概述（三要素）

        IP、端口号

        网络通信协议

 

 

通信要素1： IP和端口号

IP 地址：InetAddress

        1.唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）

        2.本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost

        3.有两种分类方式：

        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

        1.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

        2.被规定为一个 16 位的整数 0~65535。

        3.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。

        4.端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket。

 

通信要素2：网络协议

        1.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。

        2.通信协议分层的思想

        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？

        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

1.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)。

2.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。

3.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。

4。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。

 

 

 

Socket

1.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。

2.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。

3.通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。

4.网络通信其实就是Socket间的通信。

5.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。

6.一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。

7.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

 

TCP网络编程

基于Socket的TCP编程

 

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

        1.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。

        2.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

        3.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。

        4.关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

客户端创建Socket对象

1.客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接。Socket的构造器是：

2. 客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

Socket s = new Socket(“192.168.40.165”,9999);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write(" hello".getBytes());
s.close();

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

        1.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。

        2.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。

        3.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。

        4.关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

服务器建立 ServerSocket 对象

        ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口 中的业务员。也就是说，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。

        所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
Socket s = ss.accept ();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int num = in.read(buf);
String str = new String(buf,0,num);
System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);
s.close();
ss.close();

例题：用JAVA SOCKET编程，读服务器几个字符，再写入本地显示？

/** Server端程序
 * @author xiaocui
 * @date 2022年08月05日 13:01
 */
public class Server {

    private ServerSocket ss;
    private Socket socket;
    private BufferedReader in;
    private PrintWriter out;

    public Server() {

        try {
            ss = new ServerSocket(1000);
            while (true){
                socket = ss.accept();
                String RemoteIP = socket.getInetAddress().getHostAddress();
                String RemotePort = ":" + socket.getLocalPort();
                System.out.println("A client come in!IP:" + RemoteIP + RemotePort);

                in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                String line = in.readLine();
                System.out.println("Client send is" + line);
                out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                out.println("Your Message Received!");
                out.close();
                in.close();
                socket.close();

            }

        } catch (IOException e) {
            out.println("wrong");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Server();
    }

}

/**Client端程序
 * @author xiaocui
 * @date 2022年08月05日 14:09
 */
public class Client {

    Socket socket;
    BufferedReader in;
    PrintWriter out;

    public Client() {
        try {
            System.out.println("Try to Connect to 127.0.0.1:10000");
            socket = new Socket("127.0.0.1", 10000);
            System.out.println("The Server Connected!");
            System.out.println("Please enter some Character:");
            BufferedReader line = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            out.println(line.readLine());
            in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            System.out.println(in.readLine());
            out.close();
            in.close();
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            out.println("Wrong");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        new Client();
    }

}

 

客户端—服务端：

客户端： 自定义 、浏览器；服务端：自定义 、Tomcat服务器

        客户端－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。

        类 Socket 和 ServerSocket 实现了基于TCP协议的客户端－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。

UDP网络编程

 

 发送端：

DatagramSocket ds = null;
try {
    ds = new DatagramSocket();
    byte[] by = "hello,atguigu.com".getBytes();
    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by, 0, by.length, 
    InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);
    ds.send(dp);
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (ds != null)
        ds.close();
}

接收端：

        在接收端，要指定监听的端口。

DatagramSocket ds = null;
try {
    ds = new DatagramSocket(10000);
    byte[] by = new byte[1024];
    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by, by.length);
    ds.receive(dp);
    String str = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
    System.out.println(str + "--" + dp.getAddress());
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
} finally {
    if (ds != null)
        ds.close();
}

URL编程

1.URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet 上某一资源的地址。

2.它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate 这个资源。

3.通过 URL 我们可以访问 Internet 上的各种网络资源，比如最常见的 www，ftp 站点。浏览器通过解析给定的 URL 可以在网络上查找相应的文件或其他资源。

4.URL的基本结构由5部分组成：

 

 

 

         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。