网络编程Socket Tcp
一、网络编程概述
java是Internet上语言，提供网络应用程序的支持！
网络编程的目的
- 直接或间接地通过网络协议与其他计算机实现数据交换，进行通讯
两个主要问题
- 如何准确定位网络中的主机，定位主机上应用
- 找到主机后如何高效传输
二、网络通信要素
通信双方地址
- IP
- 端口号
一定的规则（网络通信协议，有两套模型）
- OSI参考模型：过于理想化未推广
- TCP/IP参考模型（或TCP/IP协议）：国际标准
1.IP和端口号
1.IP地址：让网络中多台电脑实现通信，就必须有标识号，IP地址就是这个标识号。
- IPV4：4个字节组成，4个0~255.大概42亿，30亿在北美，亚洲4亿。2011已经用尽。以点分十进制表示：192.168.0.1
- IPV6：IP地址需求量大，采用128bit即16字节地址长度，分成8个无符号整数，每个整数用4个十六进制位表示。之间用：连接，如： 3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984。
- 分为公网地址（万维网使用）和私有地址（局域网使用），192.168.开头就是私有地址，范围即192.168.0.0–192.168.255.255，专为机构内部使用。
2.端口：网络通信本质是两个应用程序的通信，ip是计算机的唯一标识，那么端口就是唯一标识号计算机中的应用程序标识。
取值范围0-65535.其中，0-1023被知名网络服务所占用，普通应用需使用1024以上
- 公认端口：0~1023.预先定义的服务通信使用（HTTP占用80，FTP占用21，Telnet占用23）
- 注册端口：1024~49151.分配给用户进程或程序。（Tomcat占用8080，Mysql占用3306，Oracle占用1521等）
- 动态、私有端口：49152~65535.
端口与IP地址的组合得出一个网络套接字Socket
2.InetAddress类
InetAddress类
主要表示IP地址。
该对象包含一个Internet主机地址的域名和IP地址：www.baidu.com和202.108.23.123
没有公共构造器，提供静态方法
- getLocalHost（）
- getByName（String host）
常用方法
- public String getHostAddress（）：返回IP地址的字符串
- 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
3.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
通信协议分层思想
4.TCP/IP协议簇
传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）。
- IP协议是网络层的主要协议，支持网络间互联的数据通信
- TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成高效四层结构：物理链路层、IP层、传输层、应用层
5.TCP和UDP
TCP协议
- 使用tcp前先建立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
- 两个进程：客户端，服务端
- 在连接中可进行大数据量的传输
- 传输完毕需要立即释放建立的连接
UDP协议
- 将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
- 每个数据报大小限制在64k内
- 不可靠的，发送方不管接收方是否准备
- 可以广播发送
- 无需释放资源，开销小，速度快
6.TCP三次握手，四次挥手
三次握手
四次挥手
7.Socket
- 网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起构成唯一能标识的标识套接字
- 网络通信就是Socket间的通信
- 数据在两个Socket间通过IO传输
- 流套接字：使用TCP提供可依赖的字节流服务
- 数据报套接字：使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务
构造器
- public Socket（InetAddress address，int port）
- public Socket（String host，int port）
三、TCP网络编程
1.TCP编程
基于Socket的TCP编程
客户端Socket的步骤：
1.创建socket：Socket（String host，int port），创建同时会自动向服务器发起连接。
2.打开连接到Socket的输入输出流：使用getInputStream()获得输入流，使用getOutputStream()获得输出流
3.按照一定协议对socket进行读写操作
4.关闭socket：断开客户端到服务器连接，释放线路
服务端工作步骤
1.调用ServerSocket（int port）：创建一个服务端套接字，并绑定到指定端口，用于监听客户端请求
2.调用accept():监听连接请求，客户端请求，接收，返回通信套接字对象
3.调用该Socket类对象的getOutputStream（）和getInputStream（）：获取输出输入流，开始网络数据的发送接收
4.关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字
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
2.UDP编程
DatagramPacket类使用
- public DatagramPacket（byte[] buf，intlength）：构造DatagramPacket，用于接收长度为length的数据包。length必须小于buf.length
- public DatagramPacket（byte[] buf,int length,InetAddress address,int port）:构造数据包，用于将长度length的包发送到指定主机指定端口号。
- getAddress（）：返回某台机器的IP地址
- getPort（）：返回某台主机的端口号
- public byte[] getData（）:返回数据缓冲区
- public int getLength（）：返回数据的长度
UDP通信
1.DatagramSocket和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dp.send(dp);dp.receive(dp);
5.关闭Socket
发送端与接收端独立运行
四、URL编程
URL类
- URL：统一资源定位符，表示Internet上某一资源的地址
- 是一种具体的URI。
- URL基本结构5部分：
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>#片段名?参数列表
URL构造器
java.net实现了类URL
- public URL（String spec）：通过一个url地址的字符串构造一个URL对象
- public URL（URL context，String spec）：通过基URL和相对URL构造一个URL对象
- public URL（String protocal，String host，String file）：如：new URL（“http”,“www.baidu.com”,“download.html”）
- public URL（String protocal，String host，int port,String file）：如：new URL（“http”,“www.baidu.com”,80,“download.html”）
URL常用方法
- getProtocal（）：获取URL的协议名
- getHost（）：获取该URL的主机名
- getPort（）：获取URL端口号
- getPath（）：获取URL路径
- getFile（）：获取URL文件名
- getQuery（）：获取URL查询名
URLConnection类
URL的openConnection()方法获取URLConnection对象！
图
五、URI、URL、URN区别
区别
- URI,是uniform resource identifier，统一资源标识符，用来唯一的标识一个资源。
- URL，是uniform resource locator，统一资源定位符，一种具体的URI，即：URL可以标识一个资源，而且还指明如何locate这个资源。
- URN，uniform resource name，统一资源命名，通过名字来标识资源。
- URI是一种抽象的，高层次的统一资源标识，而URL和URN是具体的资源标识的方式。URL和URN都是一种URI。
知识图谱
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