【23】网络编程1_UDP数据传输，TCP数据传输

9 网络编程

 

网络模型

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

网络通讯要素

IP地址

端口号

传输协议

网络编程一般在传输层和网际层中
web开发一般在应用层
 
9.1网络通讯要素
IP地址:InetAddress
网络中设备的标识
不易记忆，可用主机名例如www.baidu.com www是万维网组织
本地回环地址：127.0.0.1  主机名：localhost
端口号
用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识
有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。
传输协议
通讯的规则
常见协议：TCP，UDP
 
IntAddress类中常用的方法
         IntAddress id = IntAddress .getByName(“www.baidu.com”);//返回指定主机IP地址
         System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());//返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）
         System.out.println("name:"+ia.getHostName());//获取此 IP 地址的主机名
 
 
练习一：IP地址，主机名获取方法

import java.net.*;

class  IPDemo
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//InetAddress i =InetAddress.getLocalHost();

//               System.out.println(i.toString());
//               System.out.println("address:"+i.getHostAddress());
//               System.out.println("name:"+i.getHostName());

InetAddress ia =InetAddress.getByName("thinkpad-sl400");//返回指定主机IP地址
System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());//返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）
System.out.println("name:"+ia.getHostName());//获取此 IP 地址的主机名

}
}

9.2 TCP和UDP
UDP特点：
将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
每个数据报的大小在限制在64k内
因无连接，是不可靠协议
不需要建立连接，速度快
例子：一般IM软件QQ，FQ飞秋，视频会议，桌面共享是UDP传输的
TCP特点：
建立连接，形成传输数据的通道。
在连接中进行大数据量传输
通过三次握手完成连接，是可靠协议
必须建立连接，效率会稍低
 
9.3  Socket
Socket就是为网络服务提供的一种机制。
通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信。
数据在两个Socket间通过IO传输。
 
UDP传输
DatagramSocket与DatagramPacket
建立发送端，接收端。
建立数据包。
调用Socket的发送接收方法。
关闭Socket。
发送端与接收端是两个独立的运行程序。
 
练习二：发送，接受数据
 
 

import java.net.*;

/*
需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去。，
定义一个udp发送端。
思路：
1，建立updsocket服务。
2，提供数据，并将数据封装到数据包中。
3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。
4，关闭资源。

*/

class  UdpSend
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//1，创建udp服务。通过DatagramSocket对象。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);

//2，确定数据，并封装成数据包。
DatagramPacket(byte[] buf, int length,InetAddress address, int port)

byte[] buf = "udp ge menlai le ".getBytes();
DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),10000);

//3，通过socket服务，将已有的数据包发送出去。通过send方法。
ds.send(dp);

//4，关闭资源。

ds.close();

}
}

/*
需求：
定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的。

定义udp的接收端。
思路：
1，定义udpsocket服务。通常会监听一个端口。其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识。
方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。

2，定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据。
因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。
3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。
4，通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。
5，关闭资源。

*/

class  UdpRece
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//1,创建udp socket，建立端点。
DatagramSocket ds = newDatagramSocket(10000);
while(true)
{
//2,定义数据包。用于存储数据。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

//3，通过服务的receive方法将收到数据存入数据包中。
ds.receive(dp);//阻塞式方法。

//4，通过数据包的方法获取其中的数据。
String ip =dp.getAddress().getHostAddress();

String data = newString(dp.getData(),0,dp.getLength());

int port = dp.getPort();

System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);

}
//5，关闭资源
//ds.close();

}
}

 
 
192.168.1.1255  中的255 为一个段号中的广播，可以给这个段的所有IP发送数据
 
练习三：UDP简单聊天的功能
 
 

import java.net.*;
import java.io.*;
class  UdpSend2
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
DatagramSocket ds = newDatagramSocket();

BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String line = null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("886".equals(line))
break;

byte[] buf =line.getBytes();

DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10001);

ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}

class  UdpRece2
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
DatagramSocket ds = newDatagramSocket(10001);

while(true)
{
byte[] buf = newbyte[1024];
DatagramPacket dp =new DatagramPacket(buf,buf.length);

ds.receive(dp);

String ip =dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

System.out.println(ip+"::"+data);
}
}
}

 
练习四：UDP编写一个聊天程序
 

/*
编写一个聊天程序。
有收数据的部分，和发数据的部分。
这两部分需要同时执行。
那就需要用到多线程技术。
一个线程控制收，一个线程控制发。

因为收和发动作是不一致的，所以要定义两个run方法。
而且这两个方法要封装到不同的类中。

*/
import java.io.*;
import java.net.*;
class Send implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public Send(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}

public void run()
{
try
{
BufferedReader bufr= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

String line = null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{

byte[] buf= line.getBytes();

DatagramPacketdp =
newDatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);

ds.send(dp);

if("886".equals(line))
break;
}
}
catch (Exception e)
{
throw newRuntimeException("发送端失败");
}
}
}

class Rece implements Runnable
{

private DatagramSocket ds;
public Rece(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}
public void run()
{
try
{
while(true)
{
byte[] buf= new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

ds.receive(dp);

String ip =dp.getAddress().getHostAddress();

String data= new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

if("886".equals(data))
{
System.out.println(ip+"....离开聊天室");
break;
}

System.out.println(ip+":"+data);
}
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("接收端失败");
}
}
}

class  ChatDemo
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
DatagramSocket sendSocket =new DatagramSocket();
DatagramSocket receSocket =new DatagramSocket(10002);

new Thread(newSend(sendSocket)).start();
new Thread(newRece(receSocket)).start();

}
}

 
9.4  TCP传输
Socket和ServerSocket
建立客户端和服务器端
建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输
关闭socket
同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序。
 
基本思路（客户端）
客户端需要明确服务器的ip地址以及端口，这样才可以去试着建立连接，如果连接失败，会出现异常。
连接成功，说明客户端与服务端建立了通道，那么通过IO流就可以进行数据的传输，而Socket对象已经提供了输入流和输出流对象，通过getInputStream(),getOutputStream()获取即可。
与服务端通讯结束后，关闭Socket。
 
基本思路（服务端）
服务端需要明确它要处理的数据是从哪个端口进入的。
当有客户端访问时，要明确是哪个客户端，可通过accept()获取已连接的客户端对象，并通过该对象与客户端通过IO流进行数据传输。
当该客户端访问结束，关闭该客户端。
 
客户端
通过Socket建立对象并指定要连接的服务端主机以及端口。
Socket s = new Socket(“192.168.1.1”,9999);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write(“hello”.getBytes());
s.close();
 
服务端
建立服务端需要监听一个端口
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();
 
练习五：tcp传输数据
 

/*
演示tcp传输。

1．tcp分客户端和服务端。
2．客户端对应的对象是Socket。
服务端对应的对象是ServerSocket。

客户端，
通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。
因为tcp是面向连接的。所以在建立socket服务时，
就要有服务端存在，并连接成功。形成通路后，在该通道进行数据的传输。

需求：给服务端发送给一个文本数据。

步骤：
1，创建Socket服务。并指定要连接的主机和端口。

*/
import java.io.*;
import java.net.*;
class  TcpClient
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//创建客户端的socket服务。指定目的主机和端口
Socket s = newSocket("192.168.1.254",10003);

//为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。
OutputStream out =s.getOutputStream();

out.write("tcp ge menlai le ".getBytes());

s.close();
}
}

/*
需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。

服务端:
1，建立服务端的socket服务。ServerSocket();
并监听一个端口。
2，获取连接过来的客户端对象。
通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法阻塞式的。
3，客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据。
并打印在控制台。

4，关闭服务端。（可选）

*/
class  TcpServer
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
//建立服务端socket服务。并监听一个端口。
ServerSocket ss = newServerSocket(10003);

//通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
while(true)
{
Socket s = ss.accept();

String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....connected");

//获取客户端发送过来的数据，那么要使用客户端对象的读取流来读取数据。
InputStream in =s.getInputStream();

byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);

System.out.println(newString(buf,0,len));

s.close();//关闭客户端.
}
//ss.close();
}
}

 
练习六：tcp的传输的客户端和服务端的互访
 

import java.io.*;
import java.net.*;
/*
演示tcp的传输的客户端和服务端的互访。

需求：客户端给服务端发送数据，服务端收到后，给客户端反馈信息。

*/

/*
客户端：
1，建立socket服务。指定要连接主机和端口。
2，获取socket流中的输出流。将数据写到该流中。通过网络发送给服务端。
3，获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印。
4，关闭客户端资源。

*/
classTcpClient2
{
public static void main(String[]args)throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10004);

OutputStream out =s.getOutputStream();

out.write("服务端，你好".getBytes());

InputStream in =s.getInputStream();

byte[] buf = new byte[1024];

int len = in.read(buf);

System.out.println(new String(buf,0,len));

s.close();
}
}

classTcpServer2
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ServerSocket ss = newServerSocket(10004);

Socket s = ss.accept();

String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"....connected");
InputStream in =s.getInputStream();

byte[] buf = new byte[1024];

int len = in.read(buf);

System.out.println(newString(buf,0,len));

OutputStream out =s.getOutputStream();

Thread.sleep(10000);
out.write("哥们收到,你也好".getBytes());

s.close();

ss.close();
}
}

 
 
练习七：建立一个文本转换服务器

/*

需求：建立一个文本转换服务器。
客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。
而且客户度可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

分析：
客户端：
既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。
源：键盘录入。
目的：网络设备，网络输出流。
而且操作的是文本数据。可以选择字符流。

步骤
1，建立服务。
2，获取键盘录入。
3，将数据发给服务端。
4，后去服务端返回的大写数据。
5，结束，关资源。

都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。

*/
import java.io.*;
import java.net.*;

class  TransClient
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
Socket s = newSocket("192.168.1.254",10005);

//定义读取键盘数据的流对象。
BufferedReader bufr =
newBufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

//定义目的，将数据写入到socket输出流。发给服务端。
//BufferedWriter bufOut =
//newBufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);

//定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。
BufferedReader bufIn =
newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

String line = null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;

out.println(line);
//                         bufOut.write(line);
//                         bufOut.newLine();
//                         bufOut.flush();

String str=bufIn.readLine();
System.out.println("server:"+str);

}

bufr.close();
s.close();

}
}
/*

服务端：
源：socket读取流。
目的：socket输出流。
都是文本，装饰。

*/

class  TransServer
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ServerSocket ss = newServerSocket(10005);

Socket s = ss.accept();
String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"....connected");

//读取socket读取流中的数据。
BufferedReader bufIn =
newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

//目的。socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端。
//BufferedWriter bufOut =
//newBufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line = null;
while((line=bufIn.readLine())!=null)
{

System.out.println(line);

out.println(line.toUpperCase());
//                         bufOut.write(line.toUpperCase());
//                         bufOut.newLine();
//                         bufOut.flush();
}

s.close();
ss.close();

}
}
/*
该例子出现的问题。
现象：客户端和服务端都在莫名的等待。
为什么呢？
因为客户端和服务端都有阻塞式方法。这些方法么没有读到结束标记。那么就一直等
而导致两端，都在等待。

*/

 
练习八：客户端上传到服务器一个字符流文件，服务器返回上传是否成功
 
这个例子主要是注意：结束标记
1.      自定义一个技术标记，比如“over”
2.      客户端先传给服务端一个时间标记，当服务端读到这个时间标记，就结束读取客户端
3.      直接利用Socket中的shutdownOutput或者shutdownInput方法，相当于给流中加入一个结束标记-1
 
 

import java.io.*;
import java.net.*;

class  TextClient
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10006);

BufferedReader bufr =
newBufferedReader(new FileReader("IPDemo.java"));

PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);

String line = null;
while((line=bufr.readLine())!=null)
{
out.println(line);
}

s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1.

BufferedReader bufIn = newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

String str =bufIn.readLine();
System.out.println(str);

bufr.close();

s.close();
}
}
class  TextServer
{
public static void main(String[] args)throws Exception
{
ServerSocket ss = newServerSocket(10006);

Socket s = ss.accept();
String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+"....connected");

BufferedReaderbufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

PrintWriter out  = new PrintWriter(newFileWriter("server.txt"),true);

String line = null;

while((line=bufIn.readLine())!=null)
{
//if("over".equals(line))
//break;
out.println(line);
}

PrintWriter pw = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println("上传成功");

out.close();
s.close();
ss.close();

}
}