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网络编程小笔记

2020-04-01 19:06 1301 查看

文章目录

  • 2、InetAddress的使用
  • 3、端口
  • 4、协议
  • 小结
  • 三、UDP通讯程序
  • 四、TCP通讯程序

    • 网络编程

    一、概述：

    在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，可以进行数据传输。

    二、三要素：

    IP地址

    • 设备在网络中的地址，是唯一的标识。

    端口

    • 应用程序在设备在唯一的标识。

    协议

    • 数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP协议和TCP协议。

    1、IP：

    概念

    IP：全称“互联网协议地址”，也称IP地址。是分配给上网设备的数字标签。常见的IP分类为ipv4和ipv6.

    • IPv4：

    • IPv6：

    由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，而IPv4的模式下IP的总结是有限的。

    采用128位地址长度，分成8组。

    常用命令
    • ipconfig：查看本机IP地址
    • ping IP地址：检查网络是否连通
    特殊IP地址
    • 127.0.0.1：是回送地址，也称本地回环地址，可以代表本机的IP地址，一般用来测试使用

    2、InetAddress的使用

    InetAddress：此类表示Interme协议（IP）地址。

    cmd+ipconfig+回车：查询主机IP。

    三个方法
    • static InetAddress getByName(String host)
      确定主机名称的IP地址，主机名称可以是机器名称，也可以是IP地址
    • String getHostName()
      获取此IP地址的主机名
    • String getHostAddress()
      返回文本显示中的IP地址字符串
    public class InetadressTest{
public static void main (String[] args) throws UnknowHostException{
InetAddress address = InetAddress,getByName("LAPTOP-RPLJ5AUN");

String hostName = address.getHostName();
System.out.println("主机名为："+hostName);

String ip = address.getHostAddress();
System.out.println("IP为："+ip);
}
}

    运行结果：
    主机名为：LAPTOP-RPLJ5AUN
    IP为192.168.0.100

    3、端口

    端口：应用程序在设备中唯一的标识。

    端口号：用两个字节表示的整数，取值范围是0-65535.

    其中0-1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用。

    我们自己使用1024以上的端口号就可以了。

    注意：一个端口号只能被一个应用程序使用。

    4、协议

    协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议。

    UDP协议
    • 用户数据报协议（User Datagram Protocol）
    • UDP是面向无连接通信协议
      速度快，有大小限制一次最多发送64k，数据不安全，易丢失数据。
    TCP协议
    • 传输控制协议（Tranmission Control Protocol）
    • TCP协议是面向连接的通信协议。
      速度慢，没有大小限制，数据安全。

    小结

    网络编程：可以让两台计算机进行数据交互。

    网络编程三要素：

    ​ IP：设备在网络中唯一的标识。

    ​ 端口号：应用程序在设备中唯一的标识。

    ​ 协议：数据在传输的过程中遵守的规则。

    三、UDP通讯程序

    UDP发送端

    UDP发送数据：

    1. 创建发送端的DatagramSocket对象
    2. 创建数据，并把数据打包（DatagramPacket）
    3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据
    4. 释放资源
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 16:14
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建发送端DatagramSocket对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//2.打包数据
//结构：DatagramPacket (byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
String s = "啥也不是";
byte[] bytes = s.getBytes();
InetAddress address =InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 10000;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
//3.调用DatagramSocket对象的方法发送数据
ds.send(dp);
//4.释放资源
ds.close();
}
}
    UDP接收端

    UDP接收数据

    1. 创建接收端的DatagramSocket对象
    2. 创建一个箱子，用于接收数据
    3. 调用DatagramSocket的方法接收数据并将数据放入箱子中
    4. 解析数据包，并把数据在控制台显示
    5. 释放资源
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 16:30
*/
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建接收端DatagramSocket对象------表示接收端从10000端口接收数据
DatagramSocket ds= new DatagramSocket(10000);
//2.创建一个新箱子，接收数据
//结构：DatagramPacket (byte[] buf, int length）
byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp= new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
//3.调用DatagramSocket方法接收数据，将数据放入箱子
ds.receive(dp);
//4.从新的箱子里获取数据
byte[] data = dp.getData();
int length = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length));
//5.释放资源
ds.close();
}
}
    注意
    1. 要先运行接收端，再运行发送端。
    2. 如果接收端再启动之后，没有接收到数据，那么会死等（阻塞）。
    3. 在接收数据的时候，需要调用一个getLength方法，表示接收了多少字节。
    小练习
    • UDP发送数据：数据来自于键盘输入，直到输入的数据是886，发送数据结束。
    • UDP接收数据：因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环进行接收。
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Scanner;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 17:23
*/
public class Client1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Scanner sn = new Scanner(System.in);
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
while (true){
String s = sn.nextLine();
if ("886".equals(s)){
break;
}
byte[] bytes = s.getBytes();
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 10000;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 18:28
*/
public class Server1 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while (true){
byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
ds.receive(dp);
byte[] data = dp.getData();
int length = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length));
}

}
}

    运行结果：

    在Client1的控制台中键盘输入：

    Server1的结果为：

    UDP的三种通讯方式
    • 单播：一对一
    • 组播：一对多（ipv4）【ipv6中称为多播】
    • 广播：一对所有

    单播发送端：

    ①创建发送端的Socket对象（DatagramSocket）

    ②创建数据，并把数据打包（DatagramPacket）

    ③调用DatagramSocket对象的方法发送数据

    【在单播中，这是发给指定ip的电脑，但在组播中，这是发给组播地址。】

    【在单播中，这是发给指定ip的电脑，但在广播中，这是发给广播地址。】

    ④释放资源

    单播接收端：

    ①创建接收端的Socket对象（DatagramSocket）

    DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

    【组播的接收端为 new MulticasSocket(10086);】

    ②创建一个箱子，用于接收数据（DatagramPacket）

    DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);

    【在②和③之间：把当前电脑添加在组当中】

    ③调用DatagramSocket对象的方法接收数据，并将数据放入箱子中

    ds.receive(dp);

    ④解析数据包，并把数据在控制台中显示

    byte[] data = dp.getData();

    System.out.println(new String(data,0,dp.getLength()));

    ⑤释放资源

    UDP通信组播代码实现

    组播地址：224.0.0.0~239.255.255.255

    其中224.0.0.0~224.0.0.255为预留的组播地址。

    组播代码实现：
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 23:07
*/
public class Client2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
String s = "hello 组播 你好呀";
byte[] bytes = s.getBytes();
InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
int port = 10000;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
ds.send(dp);
ds.close();
}
}
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/26 23:39
*/
public class Server2 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
byte[] bytes = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
//把当前计算机绑定一个组播地址，表示添加在这一组播中
ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
ms.receive(dp);
byte[] data = dp.getData();
int length = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length));
ms.close();
}
}

    运行结果：

    UDP通信广播代码实现

    广播地址：255.255.255.255

    广播代码实现：
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 14:52
*/
public class Client3 {
public static void main(String[] args) throws IOException{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
String s = "hello 广播 你好呀";
byte[] bytes = s.getBytes();
InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
int port = 10000;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
ds.send(dp);
ds.close();
}
}
    import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 14:57
*/
public class Server3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
ds.receive(dp);
byte[] data = dp.getData();
int length = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length));
ds.close();
}
}

    运行结果：

    四、TCP通讯程序

    TCP通信原理：
    • TCP通讯协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象。
    • 通信之前要保证连接已经建立。
    • 通过Socket产生IO流来进行网络通信。

    TCP发送数据步骤：

    ①创建客户端的Socket对象（Socket）与指定服务端连接

    ​ Socket(String host,int port)

    ②获取输出流，写数据

    ​ OutputStream getOutputStream()

    ③释放资源

    ​ void close()

    TCP接收数据步骤：

    ①创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)

    ②监听客户端连接，返回一个Socket对象

    ​ Socket accept()

    ③获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台

    ​ inputStream getinputStream()

    ④释放资源

    ​ void close()

    代码实现：

    import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 21:49
*/
public class Client4 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建一个Socket对象
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10001);
//2.获取一个IO流开始写数据
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("hello".getBytes());
//3.释放资源
os.close();
socket.close();
}
}
    import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 21:53
*/
public class Server4 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建Socket对象
ServerSocket ss = new ServerSocket(10001);
//2.等待客户端连接
System.out.println("连接前");
Socket accept = ss.accept();
System.out.println("连接后");
//3.获取输入流对象
InputStream is = accept.getInputStream();
int b;
while ((b = is.read())!=-1){
System.out.print((char)b);
}
//4.释放资源
is.close();
ss.close();
}
}

    运行结果：

    注意事项
    1. accept方法是阻塞的，作用就是等待客户端连接。
    2. 客户端创建对象并连接服务器，此时是通过三次握手协议保证跟服务器之间的连接。
    3. 针对客户端来讲，是往外写的，所以是输出流。
    4. 针对服务器来讲，是往里读的，所以是输入流。 read方法也是阻塞的。
    5. 在关流的时候，还多了一个往服务器写结束标记的动作。
    6. 最后一步断开连接，通过四次挥手协议保证连接终止。
    TCP–三次握手

    TCP–四次挥手

    TCP通讯练习1
    • 客户端：发送数据，接受服务器反馈
    • 服务器：接受数据，给出反馈

    TCP通信原理：

    代码实现：

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

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 23:52
*/
public class Client5 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10002);
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("hello".getBytes());
//os.close(); 如果在这里关流，会导致整个Socket都无法使用
socket.shutdownOutput();//仅仅关闭输出流,并写一个结束标记，对socket没有任何影响
//        InputStream is = socket.getInputStream();
//        int b;
//        while ((b = is.read())!=-1){
//            System.out.println((char)b);
//        }
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String line;
while ((line = br.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}
br.close();
os.close();
socket.close();
}
}
    import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/27 23:55
*/
public class Server5 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);
Socket accept = ss.accept();
InputStream is = accept.getInputStream();
int b;
while ((b = is.read())!=-1){
System.out.print((char)b);
}
//        OutputStream os = accept.getOutputStream();
//        os.write("你谁啊？".getBytes());
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
bw.write("你谁啊？");
bw.newLine();
bw.flush();

bw.close();
is.close();
accept.close();
ss.close();
}
}

    运行结果：

    TCP案例练习2
    • 客户端：将本地文件上传到服务器，接收服务器的反馈。
    • 服务器：接收客户端上传的文件，上传完毕之后给出反馈。

    TCP通信原理：

    先准备好文件

    • 红色框框是准备文件
    • 黄色框框是成功运行后被储存的文件

    代码实现：

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

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/28 12:28
*/
public class Client6 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1",10005);

//是本地的流，用来读取本地的
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("D:\\idea_me\\ClientDir\\1.jpg"));

//写到服务器--网络中的流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(os);

int b;
while ((b = bis.read())!= -1){
bos.write(b);//通过网络写到服务器中
}

//给服务器一个结束标志，告诉服务器文件已经传输完毕
socket.shutdownOutput();

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String line;
while ((line = br.readLine())!=null){
System.out.println(line);
}

bis.close();
socket.close();
}
}
    import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
* Created by Ajiac on 2020/3/28 12:47
*/
public class Server6 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);
Socket accept = ss.accept();

//网络中的流，从客户端读取数据的
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(accept.getInputStream());

//本地的IO流，把数据写到本地中，实现永久化存储
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("D:\\idea_me\\ServerDir\\copy.jpg"));

int b;
while ((b = bis.read())!= -1){
bos.write(b);
}

BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(accept.getOutputStream()));
bw.write("上传成功");
bw.newLine();
bw.flush();

bos.close();
accept.close();
ss.close();
}
}

    运行结果：

    这时我们来查看ServerDir文件夹，
    会发现里面多了个copy.jpg

    点开会发现，
    1.jpg与copy.jpg是相同的两个文件

    注意

    读取本地的流时，要输入全路径。

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