Java基础之网络编程

TCP/IP 参考模型



1. 物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后再转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。

2. 数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。

3. 网络层：主要将下层接收到的数据进行IP地址（例，192.168.0.1）的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。

4. 传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口号80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层叫做段。

5. 会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接收会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。

6. 表示层：主要是进行对接收的数据进行解释，加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够识别的东西（如图片、声音等）。

7. 应用层：主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载）、WEB（IE浏览）、QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西，就是终端应用）。

1:网络编程

(1)网络编程：用Java语言实现计算机间数据的信息传递和资源共享

(2)网络编程模型

(3)网络编程的三要素

A:IP地址

a:点分十进制

b:IP地址的组成

c:IP地址的分类

d:dos命令

e:InetAddress

B:端口

是应用程序的标识。范围：0-65535。其中0-1024不建议使用。

C:协议

UDP:数据打包,有限制,不连接,效率高,不可靠

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。

应用案例：QQ、FeiQ聊天、在线视频用的都是UDP传输协议

TCP:建立数据通道,无限制,效率低,可靠

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。

应用案例：FTP，File Transfer Protocol（文件传输协议）。

2.Socket机制

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。

3.UDP协议发送和接收数据

发送：

创建UDP发送端的Socket对象

创建数据并把数据打包

发送数据

释放资源

代码：import java.net.DatagramSocket;

import java.net.DatagramPacket;

import java.net.InetAddress;

public class UDPSendDemo

{

public static void main(String[] args) throws Exception {

System.out.println("发送端启动......");

/*

* 创建UDP传输的发送端。

* 思路：

* 1. 建立udp的socket服务。

* 2. 将要发送的数据封装到数据包中。

* 3. 通过udp的socket服务将数据包发送出去。

* 4. 关闭socket服务。

*/

//1. udpsocket服务。使用DatagramSocket对象。

//如果发送端端口未指定，就会随机分配未被使用的端口。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);

//2. 将要发送的数据封装到数据包中。

String str = "udp传输演示，哥们来了！";

//使用DatagramPacket将数据封装到该对象包中。

byte[] buf = str.getBytes();

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.100"),10000);

//3. 通过udp的socket服务将数据包发送出去，使用send方法。

ds.send(dp);

//4. 关闭资源

ds.close();

}

}

接收：

创建UDP接收端的Socket对象

创建数据包用于接收数据

接收数据

解析数据包

释放资源

代码：import java.net.DatagramSocket;

import java.net.DatagramPacket;

import java.net.InetAddress;

public class UDPReceDemo

{

public static void main(String[] args) throws Exception {

System.out.println("接收端启动......");

/*

* 建立UDP接收端的思路。

* 思路：

* 1. 建立udp的socket服务，因为是要接收数据，必须要明确一个端口号。

* 2. 创建数据包，用于存储接收到的数据，方便用数据包对象的方法解析这些数据。

* 3. 使用socket服务的receive方法将接收的数据存储到数据包中。

* 4. 通过数据包的方法解析数据包中的数据。

* 5. 关闭资源。

*/

//1. 建立udpsocket服务。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);

//2. 创建数据包。

byte[] buf = new byte[1024];

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

//3. 使用接收方法将数据存储到数据包中。

ds.receive(dp);//阻塞式的。

//4. 通过数据包对象的方法，解析其中的数据，比如：地址，端口，数据内容。

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

//获取的端口号是发送端的端口号。

int port = dp.getPort();

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

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

//5. 关闭资源

ds.close();

}

}

4.TCP协议发送和接收数据

TCP协议-客户端&服务端



客户端（Client）首先与服务端（Server）建立连接，形成通道（其实就是IO流），然后，数据就可以在通道之间进行传输，并且单个Server端可以同时与多个Client端建立连接。

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。

TCP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。

TCP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。

发送：

创建TCP客户端的Socket对象

获取输出流，写数据

释放资源

接收：

创建TCP服务器端的Socket对象

监听客户端连接

获取输入流，读取数据

释放资源

例：

A:UDP

a:最基本的UDP协议发送和接收数据

b:把发送数据改进为键盘录入

c:一个简易聊天小程序并用多线程改进

B:TCP

a:最基本的TCP协议发送和接收数据

b:服务器给出反馈

c:客户端键盘录入服务器控制台输出

d:客户端键盘录入服务器写到文本文件

e:客户端读取文本文件服务器控制台输出

f:客户端读取文本文件服务器写到文本文件

g:上传图片

h:多线程改进上传文件

常见客户端和服务端

最常见的客户端：

浏览器：IE。

最常见的服务端：

服务器：Tomcat。

服务器处理客户端的请求，并且返回响应信息