网络编程概述
一、网络编程的目的：
直接或间地通过网络协议与其它计算机实现数据交换，进行通讯
?二、网络编程中有两个主要的问题：
?1.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
?2.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
网络编程中的两个要素：
?1.对应问题一：IP和端口号
?2.对应问题二：提供网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）
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。
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通信要素1：IP和端口号
IP地址：?在Java中使用InetAddress类代表IP
唯一的标识Internet上的计算机（通信实体）
本地回环址(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。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.开头的就是私有地址，范围即为192.168.0.0--192.168.255.255，专门为组织机 构内部使用
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public class InetAddressTest {
public static void main(String[] args) {
try {
InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
System.out.println(inet1);
InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
System.out.println(inet2);
//获取本地ip
InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(inet4);
//getHostName()
System.out.println(inet2.getHostName());
//getHostAddress()
System.out.println(inet2.getHostAddress());
} 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。
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分，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和UDP
? ? 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
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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，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
TCP网络编程
Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型如图所示：
客户端Socket的工作过程包含以下四个基本步骤：
? ? 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接收。
? ? 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字
例子1：客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上
public class TCPTest1 {
//客户端
@Test
public void client() {
Socket socket = null;
OutputStream os = null;
try {
//1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
InetAddress inet = InetAddress.getByName("192.168.14.100");
socket = new Socket(inet,8899);
//2.获取一个输出流，用于输出数据
os = socket.getOutputStream();
//3.写出数据的操作
os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//4.资源的关闭
if(os != null){
try {
os.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(socket != null){
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
//服务端
@Test
public void server() {
ServerSocket ss = null;
Socket socket = null;
InputStream is = null;
ByteArrayOutputStream baos = null;
try {
//1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
ss = new ServerSocket(8899);
//2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
socket = ss.accept();
//3.获取输入流
is = socket.getInputStream();
//不建议这样写，可能会有乱码
// byte[] buffer = new byte[1024];
// int len;
// while((len = is.read(buffer)) != -1){
// String str = new String(buffer,0,len);
// System.out.print(str);
// }
//4.读取输入流中的数据
baos = new ByteArrayOutputStream();//字节数组输出流
byte[] buffer = new byte[5];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
baos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println(baos.toString());
System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(baos != null){
//5.关闭资源
try {
baos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(is != null){
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(socket != null){
try {
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(ss != null){
try {
ss.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
?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。
public class TCPTest2 {
/*
这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
*/
@Test
public void client() throws IOException {
//1.
Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
//2.
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3.
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
//4.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer,0,len);
}
//5.
fis.close();
os.close();
socket.close();
}
/*
这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
*/
@Test
public void server() throws IOException {
//1.
ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
//2.
Socket socket = ss.accept();
//3.
InputStream is = socket.getInputStream();
//4.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty1.jpg"));
//5.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
//6.
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
}
}
?例题3：从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端，并关闭相应的连接。
public class TCPTest3 {
/*
这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
*/
@Test
public void client() throws IOException {
//1.
Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
//2.
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3.
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
//4.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer,0,len);
}
//关闭数据的输出
socket.shutdownOutput();//此处需注意，没有调用shutdownOutput时，相当于没有跟服务器
//说“我已经说完啦，你可以说了”。那么服务器呢就觉得“哦，客户端还没说完，我要等它说完，要有礼
//貌”然后服务器就一直等，就阻塞了。他就不会给客户端发送消息“welcome”
//5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
InputStream is = socket.getInputStream();
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] bufferr = new byte[20];
int len1;
while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
baos.write(buffer,0,len1);
}
System.out.println(baos.toString());
//6.
fis.close();
os.close();
socket.close();
baos.close();
}
/*
这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
*/
@Test
public void server() throws IOException {
//1.
ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
//2.
Socket socket = ss.accept();
//3.
InputStream is = socket.getInputStream();
//4.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty2.jpg"));
//5.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println("图片传输完成");
//6.服务器端给予客户端反馈
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("你好，美女，照片我已收到，非常漂亮！".getBytes());
//7.
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
os.close();
}
}
UDP网络编程
类DatagramSocket和DatagramPacket实现了基于UDP协议网络程序。
UDP数据报通过套接字DatagramSocket发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不确定什么时候可以抵达。
DatagramPacket对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。
UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接。 如同发快递包裹一样 。
DatagramSocke类的常用方法
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?流程：
1. DatagramSocket与DatagramPacket
2. 建立发送端，接收端
3. 建立数据包
4. 调用Socket的发送、接收方法
5. 关闭Socket
发送端与接收端是两个独立的运行程序
public class UDPTest {
//发送端
@Test
public void sender() throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
String str = "我是UDP方式发送的导弹";
byte[] data = str.getBytes();
InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,9090);
socket.send(packet);
socket.close();
}
//接收端
@Test
public void receiver() throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
byte[] buffer = new byte[100];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);
socket.receive(packet);
System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));
socket.close();
}
}
URL编程
URL类
URL类构造器
URL类常用方法
public class URLTest {
public static void main(String[] args) {
try {
URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom");
// public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名
System.out.println(url.getProtocol());
// public String getHost( ) 获取该URL的主机名
System.out.println(url.getHost());
// public String getPort( ) 获取该URL的端口号
System.out.println(url.getPort());
// public String getPath( ) 获取该URL的文件路径
System.out.println(url.getPath());
// public String getFile( ) 获取该URL的文件名
System.out.println(url.getFile());
// public String getQuery( ) 获取该URL的查询名
System.out.println(url.getQuery());
} catch (MalformedURLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}?Url网络编程实现Tomcat服务端数据下载
public class URLTest1 {
public static void main(String[] args) {
HttpURLConnection urlConnection = null;
InputStream is = null;
FileOutputStream fos = null;
try {
URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");
urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
urlConnection.connect();//获取服务器的连接
is = urlConnection.getInputStream();
fos = new FileOutputStream("day10\\beauty3.jpg");
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println("下载完成");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//关闭资源
if(is != null){
try {
is.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(fos != null){
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if(urlConnection != null){
urlConnection.disconnect();
}
}
}
}