开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 网络协议 -> Java初学笔记29-【网络的相关概念、InetAddress 类、Socket、TCP 网络通信编程、UDP 网络通信编程、netstat 指令】 -> 正文阅读

[网络协议]Java初学笔记29-【网络的相关概念、InetAddress 类、Socket、TCP 网络通信编程、UDP 网络通信编程、netstat 指令】

一、网络的相关概念

1. 网络通信

（1）概念：两台设备之间通过网络实现数据传输
（2）网络通信：将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备
（3）java.net包下提供了一系列的类或接口,供程序员使用,完成网络通信

2. 网络

（1）概念:两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成了网络
（2）根据网络的覆盖范围不同，对网络进行分类:
局域网:覆盖范围最小,仅仅覆盖一个教室或一个机房
城域网:覆盖范围较大，可以覆盖一个城市
广域网:覆盖范围最大，可以覆盖全国，甚至全球,万维网是广域网的代表

3. ip 地址

（1）概念:用于唯一标识网络中的每台计算机/主机
（2）查看ip地址: ipconfig
（3）ip地址的表示形式:点分十进制XX.XX.XX.XX
（4）每一个十进制数的范围:0~255
（5）ip地址的组成=网络地址+主机地址，比如:192.168.16.69。
（6）IPV4：用4个字节表示，共32位。每一个字节表示从0-255
（7）IPv6是互联网工程任务组设计的用于替代IPv4的下一代IP协议，其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。16字节，共128位，每一个字节表示从0-255。
（8）由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍

4. ipv4 地址分类

在这里插入图片描述

5. 域名与端口

在这里插入图片描述

6. 协议(tcp/ip)

（1）数据的一种组织形式
（2）TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)的简写,中文译名为传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议。这个协议是lnternet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,简单地说,就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。
（3）协议的理解
在这里插入图片描述

7. 网络通信协议

在这里插入图片描述

8. 传输层中两大协议：TCP 和 UDP

（1）TCP协议：传输控制协议

【1】使用TCP协议前，须先建立TCP连接,形成传输数据通道
【2】传输前,采用"三次握手"方式，是可靠的
【3】TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端
【4】在连接中可进行大数据量的传输
【5】传输完毕,需释放已建立的连接,效率低

（2）UDP协议：用户数据协议

【1】将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
【2】每个数据包的大小限制在64K内,不适合传输大量数据
【3】因无需连接,故是不可靠的
【4】发送数据结束时无需释放资源(因为不是面向连接的)，速度快
【5】举例理解:打电话、厕所通知（发短信）
在这里插入图片描述

二、InetAddress 类

1. 相关方法

（1）getLocalHost：获取本机InetAddress对象

（2）getByName：由主机名/域名获取 ip地址

（3）getHostName：由InetAddress对象获得主机名/域名

（4）getHostAddress：由InetAddress对象获得 IP地址

2. 示例代码

在这里插入图片描述

三、Socket

1. 介绍

（1）套接字(Socket)开发网络应用程序被广泛采用，以至于成为事实上的标准。
（2）通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。可以理解为两端的插头。
（3）网络通信其实就是Socket间的通信。
（4）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。
（5）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

2. Socket示意图

在这里插入图片描述

四、TCP 网络通信编程

1. TCP 网络通信编程示意图

【TCP 网络通信编程示意图】

2. 介绍

（1）基于客户端─服务端的网络通信
（2）底层使用的是TCP/IP协议
（3）应用场景举例:客户端发送数据，服务端接受并显示控制台
（4）基于Socket的TCP编程

3. 应用案例一：使用字节流

（1）思路分析

在这里插入图片描述

（2）注意事项

【1】客户端与服务器端各有一个Socket对象。
【2】因为本次客户端连接为本机，所以使用如下代码连接：
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
若是连接远端的服务器，则括号里面可以写入其对应的IP地址。
【3】先连接成功（数据线两端的插头先插紧），再生成一个数据通道流（数据线本身），然后客户端发送数据给服务器（手机发送照片给电脑），然后关闭客户端的数据通道流对象和socket对象（即拔掉手机端的数据线插头）。服务器创建数据通道流对象，接收客户端发发来的数据（电脑接收手机发来的照片），服务器关闭数据通道流对象、socket对象、SeverSocket对象。（拔掉电脑上的数据线插头）
【4】一个SeverSocket对应多个socket，作用在于但凡有一个客户端来连接服务器，都会由代码：Socket socket = serverSocket.accept生成一个socket对象。
在这里插入图片描述

（3）代码示例
【服务器】
在这里插入图片描述

【客户端1】
在这里插入图片描述

4. 应用案例二：使用字节流

（1）思路分析

在这里插入图片描述

（2）注意事项

在给数据通道写完数据后，需要人为加一个结束标记，防止客户端与服务器双方在空等对方消息。使用代码语句：socket.shutdownOutput(); 来创建结束标记。

（3）代码示例

【服务器】
在这里插入图片描述

【客户端】
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

5. 应用案例三：使用字符流

（1）思路分析

在这里插入图片描述

（2）注意事项

【1】除了使用代码语句：socket.shutdownOutput(); 来创建结束标记。还可以用writer.newLine（），以此为代价的，需要对方使用ReadLine()来读取
【2】使用字符流写入数据到数据通道，需要手动刷新。即使用flush()。

（3）代码示例

【服务器】
在这里插入图片描述

【客户端】
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

6. 应用案例四：本地文件上传与下载

（1）思路分析

在这里插入图片描述

（2）代码示例

【服务器】
在这里插入图片描述

【客户端】
在这里插入图片描述

【客户端结果】
在这里插入图片描述

7.netstat 指令

（1）netstat -an

可以查看当前主机网络情况，包括端口监听情况和网络连接情况

（2）netstat -an | more

可以分页显示

（3） Listening监听与 ESTABLISHED已建立

(1) Listening表示某个端口在监听
(2) 如果有一个外部程序(客户端)连接到该端口，就会显示一条连接信息。ESTABLISHED（已建立）
(3)可以输入ctrl +c退出指令
(4)一般本地地址为0.0.0.0或者127.0.0.1。外部地址可以看成是客户端地址
在这里插入图片描述

8. TCP 网络通讯不为人知的秘密

当客户端连接到服务端后，实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的，这个端口是TCP/IP来分配的,是不确定的，是随机的。如下运行应用案例四，传输文件时，客户端端口即2086
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

五、UDP 网络通信编程

1. 介绍

（1）类 DatagramSocket和 DatagramPacket[数据包/数据报]实现了基于UDP协议网络程序。
（2）UDP数据报通过数据报套接字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，也不能确定什么时候可以抵达。
（3）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。
（4）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

2. 基本流程

（1）核心的两个类/对象 DatagramSocketDatagramPacket
（2）建立发送端，接收端(没有服务端和客户端概念)
（3）发送数据前，建立数据包/报DatagramPacket对象
（4）调用DatagramSocket的发送、接收方法
（5）关闭DatagramSocket

3. 原理分析

在这里插入图片描述

4. 代码示例

【发送端A】
在这里插入图片描述

【发送端B】
在这里插入图片描述

【发送端A结果】
在这里插入图片描述

【发送端B结果】
在这里插入图片描述

六、练习题

1.1 TCPSockect_Sever01

package homework.chapter21;

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

/**
 * @Package: homework.chapter21
 * @ClassName: TCPSockect_Sever01
 * @Author: 爱吃凉拌辣芒果
 * @CreateTime: 2021/11/12 16:00
 * @Description: 服务器
 * (1)使用字符流的方式，编写一个客户端程序和服务器端程序，
 * (2)客户端发送"name"，服务器端接收到后，返回“我是大志"
 * (3)客户端发送"hobby",服务器端接收到后，返回“爱吃凉拌辣芒果"
 * (4)不是这两个问题，回复"你说啥呢”
 */
public class TCPSockect_Sever01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 建立字符流数据通道
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务器8888正在监听......");
        while (true){
            //2. 创建Socket对象
            Socket socket = serverSocket.accept();
            //3. 从数据通道读取数据信息
            InputStream inputStream = socket.getInputStream();
            InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
            BufferedReader br = new BufferedReader(inputStreamReader);
            String readData = br.readLine();
            System.out.println(readData);
            //4. 创建数据通道写入数据
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream);
            BufferedWriter bw = new BufferedWriter(outputStreamWriter);
            switch (readData){
                case "name":
                    bw.write("服务器：我是大志");
                    break;
                case "hobby":
                    bw.write("服务器：爱吃凉拌辣芒果");
                    break;
                default:
                    bw.write("服务器：你说啥呢");
                    break;
            }
            //刷新数据通道
            bw.flush();
            //写入结束标记
            socket.shutdownOutput();
            //关闭
            bw.close();
            br.close();
            socket.close();
//            serverSocket.close();
        }
    }
}

1.2 TCPSockect_Clinet01

在这里插入图片描述

2.1 UDPSocket_Receive01

在这里插入图片描述

2.2 UDPSocket_Send01

在这里插入图片描述

3.1 SocketTCP_Sever05

package demo.chapter21;

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

/**
 * @Package: demo.chapter21
 * @ClassName: SocketTCP_Sever05
 * @Author: 爱吃凉拌辣芒果
 * @CreateTime: 2021/11/13 10:17
 * @Description: 服务端
 * 从服务端远程下载音乐文件到客户端本地
 */
public class SocketTCP_Sever05 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建数据通道
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8989);
        System.out.println("服务器等待连接中......");
        Socket socket = serverSocket.accept();

        //读入客户端请求消息
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
        BufferedReader br = new BufferedReader(inputStreamReader);
        String read = br.readLine();
        System.out.println("客户端：" + read);

        //读取音乐信息到服务器
        String filePath1 = "G:\\IDEA_zip\\java_EE_code\\远程文件\\朋友别哭.flac";
        String filePath2 = "G:\\IDEA_zip\\java_EE_code\\远程文件\\广寒宫.flac";
        //对消息进行判断
        String filepath = null;
        byte[] dataByte;
        switch (read){
            case "朋友别哭":
                filepath = filePath1;
                break;
            case "广寒宫":
                filepath = filePath2;
                break;
            default:
                //默认歌曲
                filepath = filePath1;
                break;
        }

        //从服务器本地读取音乐文件到服务器
        BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filepath));
        dataByte = StreamUtils.streamToByteArray(bis);

        //发送消息/音乐到数据通道
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(outputStream);
        bos.write(dataByte);
        bos.flush();
        socket.shutdownOutput();
        bis.close();
        System.out.println("【音乐传送完毕】");

        //关闭
        bos.close();
        br.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}