一. 网络通信协议

物理层（Physical Layer）：局部局域网上传送数据框（frame），它负责管理电脑通信设备和网络媒体之间的互通，通过物理电气接口实现互联设备间的比特形式的信息传输
数据链路层（Data Link Layer）：负责网络寻址、错误侦测和改错，是网络相邻节点设备间二进制信息传输的数据通道，负责数据通道的建立和拆除。
网络层（Network Layer）：决定数据的路径选择和转寄，将网络表头（NH）加至数据包，以形成分组，解决跨越多个链路的甚至不同网络设备之间的通信问题，是一种端到端的通信
传输层（Transport Layer）：把传输表头（TH）加至数据以形成数据包，解决处于不同网络设备间的通信传输、通信管理，对上层需要通信的数据信息分解为标准的数据单元，这些数据单元到达终端后能对这些数据单元进行重新排序和整合。
会话层（Session Layer）：负责在数据传输中设置和维护电脑网络中两台电脑之间的通信连接，为用户交互信息而按特点规律建立的连接，提供会话地址和会话管理服务
表示层（Presentation Layer）：将会话层得到的数据转化为应用层可以理解的表达形式，或则将数应用层数据转化为会话层可以传输的形式
应用层（Application Layer）：提供为应用软件而设的界面，以设置与另一应用软件之间的通信

二. TCP vs UDP

TCP和UDP都是传输层的协议

TCP (Transmission Control Protocol)——传输控制协议，

UDP (User Data Protocol)——用户数据报协议

区别

TCP	UDP
有连接	无连接
三次握手建立连接，四次挥手断开连接
可靠性	不可靠
面向字节流	面向用户数据报
过程复杂	过程简单快速
既有发送缓冲区，又有接受缓冲区	无真正意义上的发送缓冲区，有接受缓冲区
	传输数据有上限
数据正确有顺序	可能丢包，不保证数据顺序

总结：

TCP面向连接；UDP是无连接的，即发送数据之前不需要建立连接
TCP提供可靠的服务。也就是说，通过TCP连接传送的数据，无差错，不丢失，不重复，且按序到达；UDP尽最大努力交付，即不保证可靠交付
TCP通过校验，重传控制，序号标识，滑动窗口，确认应答实现可靠传输。如丢包时的重发控制，还可以对次序乱掉的分包进行顺序控制
UDP具有较好的实时性，工作效率比TCP高，适用于对高速传输和实时性有较高的通信或广播通信。
每一条TCP连接只能是点到点的；UDP支持一对一，一对多，多对一和多对多的交互通信
TCP对系统资源要求较多，UDP对系统资源要求较少

可靠性

TCP的可靠是体现在其通信过程必须经过三个阶段：连接建立、数据通信、连接撤销。并且使用了确认机制。因此其通信结果是可掌握的，必然成功的。所以TCP是面向连接的可靠协议
UDP则几乎把传输的成功率完全依赖在IP协议上了，即尽最大努力去完成传输任务。它没有建立连接和撤销连接阶段，因此传输的结果有可能是失败，因此称为不可靠的协议

TCP Socket vs UDP 数据报

Socket：网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。

在这里插入图片描述

数据报：

DatagramSocket：用于发送或接收数据报，是数据报投递服务的一个发送或接收点
DatagramPacket：用来表示一个数据报

Java支持类

TCP：Socket类、SeverSocket类
UDP：DatagramSocket类、DatagramPacket类

三. Java网络编程

Java网络编程是从传输层开始。
基于URL使用高层次网络编程，基于传输层开发（TCP、UDP）使用低层次网络编程。

四. TCP Socket 的多客户/服务器通信

目的地址和端口号需要在创建Socket对象时指出

客户端

import java.io.*;
import java.net.*;
public class TalkClient {
    public static void main(String args[]) {
        try{
            //向本机的4700端口发出客户请求
            Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
            //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
            PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            //由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
            BufferedReader is=new BufferedReader(new
                    InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            String readline;
            readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
            while(!readline.equals("bye")){//若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环
                //将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
                os.println(readline);
                os.flush();//刷新输出流，使Server马上收到该字符串
                //在系统标准输出上打印读入的字符串
                System.out.println("Client:"+readline);
                //从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
                System.out.println("Server:"+is.readLine());
                readline=sin.readLine(); //从系统标准输入读入一字符串
            } //继续循环
            os.close(); //关闭Socket输出流
            is.close(); //关闭Socket输入流
            socket.close(); //关闭Socket
        }catch(Exception e) {
            System.out.println("Error"+e); //出错，则打印出错信息
        }
    }
}

服务器端

import java.io.*;
import java.net.*;
public class MultiTalkServer{
    static int clientnum=0; //静态成员变量，记录当前客户的个数
    public static void main(String args[]) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket=null;
        boolean listening=true;
        try{
            //创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
            serverSocket=new ServerSocket(4700);
        }catch(IOException e) {
            System.out.println("Could not listen on port:4700.");
            //出错，打印出错信息
            System.exit(-1); //退出
        }
        while(listening){ //循环监听
            //监听到客户请求，根据得到的Socket对象和客户计数创建服务线程，并启动之
            new ServerThread(serverSocket.accept(),clientnum).start();
            clientnum++; //增加客户计数
        }
        serverSocket.close(); //关闭ServerSocket
    }
}

多线程

import java.io.*;
import java.net.*;
public class ServerThread extends Thread{
    Socket socket=null; //保存与本线程相关的Socket对象
    int clientnum; //保存本进程的客户计数
    public ServerThread(Socket socket,int num) { //构造函数
        this.socket=socket; //初始化socket变量
        clientnum=num+1; //初始化clientnum变量
    }
    public void run() { //线程主体
        try{
            String line;
            //由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
            BufferedReader is=new BufferedReader(new
                    InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            //由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
            PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
            //由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
            BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            //在标准输出上打印从客户端读入的字符串
            System.out.println("Client:"+ clientnum +is.readLine());
            //从标准输入读入一字符串
            line=sin.readLine();
            while(!line.equals("bye")){//如果该字符串为 "bye"，则停止循环
                os.println(line);//向客户端输出该字符串
                os.flush();//刷新输出流，使Client马上收到该字符串
                //在系统标准输出上打印该字符串
                System.out.println("Server:"+line);
                //从Client读入一字符串，并打印到标准输出上
                System.out.println("Client:"+ clientnum +is.readLine());
                line=sin.readLine();//从系统标准输入读入一字符串
            }//继续循环
            os.close(); //关闭Socket输出流
            is.close(); //关闭Socket输入流
            socket.close(); //关闭Socket
        }catch(Exception e){
            System.out.println("Error:"+e);//出错，打印出错信息
        }
    }
}

五. UDP 数据报的多客户/服务器通信

目的地址和端口需要在创建DatagramPacket对象（构造方法）时指出

客户端

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;

public class QuoteClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        if (args.length != 1) {
           // 如果启动时没有给出Server的名字，那么输出错误信息并退出
            System.out.println("Usage:java QuoteClient <hostname>");
           return;
        }
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();// 建立数据报套接字
        byte[] buf = new byte[256]; // 建立缓冲区
        // 由命令行给出的第一个参数默认为Server的域名，通过它得到Server的IP信息
        InetAddress address = InetAddress.getByName(args[0]);
        // 创建DatagramPacket对象
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, 4445);
        socket.send(packet); // 发送
        // 创建新的DatagramPacket对象，用来接收数据报
        packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        socket.receive(packet); // 接收
        // 根据接收的字节数组生成相应的字符串
        String received = new String(packet.getData());
        // 输出生成的字符串
        System.out.println("Quote of the Moment:" + received);
        socket.close(); // 关闭数据套接字
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket();//创建数据报套接字
        BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String readLine;
        InetAddress address=InetAddress.getByName("127.0.0.1");//Server的IP信息
        while(!(readLine = sin.readLine()).equals("bye")) {
            byte[] buf = readLine.getBytes();
            //创建DatagramPacket对象
            DatagramPacket packet=new DatagramPacket(buf, buf.length, address, 4445);
            socket.send(packet); //发送
            buf = new byte[256];
            //创建新的DatagramPacket对象，用来接收数据报
            packet=new DatagramPacket(buf,buf.length);
            socket.receive(packet); //接收
            buf = packet.getData();
            //根据接收到的字节数组生成相应的字符串
            String received=new String(buf);
            //打印生成的字符串
            System.out.println("Quote of the Sever: "+received );
        }
        socket.close(); //关闭套接口
    }
}

服务器端

public class QuoteServer {
    public static void main(String args[])throws java.io.IOException{
        new QuoteServerThread().start();// 启动一个QuoteServerThread线程
    }
}

多线程

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class QuoteServerThread extends Thread// 服务器线程
{
    protected DatagramSocket socket = null;// DatagramSocket
    protected BufferedReader in = null;// Reader
    protected boolean moreQuotes = true;// 标志变量。是否继续操作

    public QuoteServerThread() throws IOException {//
        this("QuoteServerThread");// QuoteServerThread
    }

    public QuoteServerThread(String name) throws IOException {
        super(name); //
        socket = new DatagramSocket(4445);// 创建数据报套接字端口4445
        in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
    }

    public void run() // 线程主体
    {
        while (moreQuotes) {
            try {
                byte[] buf = new byte[256]; // 创建缓冲区
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
                // 由缓冲区构建DatagramPacket对象
                socket.receive(packet); // 接收数据报
                // 输出客户端发送的内容
                System.out.println(new String(packet.getData()));
                // 从屏幕获取输入内容，作为发送给客户端的内容
                String dString = in.readLine();
                // 如果是bey，则向客户端发完消息后退出
                if (dString.equals("bye")) {
                    moreQuotes = false;
                }
                buf = dString.getBytes();// 把String转换成字节数组，以便传送
                // 从Client端传来的Packet中得到Client地址
                InetAddress address = packet.getAddress();
                int port = packet.getPort(); // 端口号
                // 根据客户端信息构建DatagramPacket
                packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port);
                socket.send(packet); // 发送数据报
            } catch (IOException e) { // 异常处理
                e.printStackTrace(); // 输出异常栈信息
                moreQuotes = false; // 标志变量置false，以结束循环
            }
        }
        socket.close(); // 关闭数据报套接字
    }
}

六. URLConnetction 应用

import java.io.*;
import java.net.*;
public class Test {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        URL url=  new URL("https://www.baidu.com/");
        URLConnection con = url.openConnection();
        //构建字符流
        BufferedReader is=  new BufferedReader(new InputStreamReader(con.getInputStream(), "UTF-8")); 

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("C:/Users/25310/Desktop/baidu.html"); // 指定路径的文件，会自动新建
        String line;
        while((line = is.readLine()) != null ) {
            line = line + "\n";
            fos.write(line.getBytes("UTF-8"));
            fos.flush();
        }
        System.out.println("Successful!");
        is.close();
        fos.close();
    }
}