JavaSE之网络编程（网络通信）

网络编程

地球村

1.计算机网络

把分布在不同地理区域的具有独立功能的计算机,通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统。

2.网络编程语言（如java）

Java是 Internet 上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的 支持，程序员能够很容易开发常见的网络应用程序。

Java提供的网络类库，可以实现网络连接联网的底层细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由 JVM 进行控制。并且 Java 实现了一个 跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

我们所编写的程序具备在网络间进行信息传递的,java是支持网路通信.将底层实现细节封装起来.

3.网络编程的目的（网络通信）

（1）目的【重要】

直接或间接地通过网络协议与其它计算机进行通讯

访问百度过程

（2）有两个主要的问题【重要】

如何准确地定位网络上一台或多台主机

找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

如何实现网络中的主机互相通信： （解决）

如何实现网络中的主机互相通信：

1)通信双方地址

IP地址：InetAddress

唯一的标识 Internet 上的计算机

本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost

IP地址：公网地址（万维网使用）和私有地址（局域网使用），192.168.

开头的就是私有址址，范围即为192.168.0.0-192.168.255.255，专门为组织机构内 部使用

特点：不易记忆

端口号：标识正在计算机上运行的进程（程序）

不同的进程有不同的端口号 被规定为一个 16 位的整数 0~65535。

端口分类：

公认端口：0-1023，被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80， FTP占用端口21，Telnet占用端口23）

注册端口：1024-49151，分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端 口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。

动态/私有端口：49152-65535

注：端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字。

Internet上的主机有两种表示方式:

域名(hostName)：www.baidu.com

IP 地址(hostAddress)：220.181.111.37

InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。

I n e t A d d r e s s 类 对 象 含 有 一 个 I n t e r n e t 主 机 地 址 的 域 名 和 I P 地 址 ： www.baidu.com和 220.181.111.37

域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器（DNS）负责 将域名转化成IP地址，这样才能和主机建立连接。 -------域名解析

方法：

InetAddress.getByName(“www.baidu.com”);

getHostAddress();

getHostName();

2)一定的规则（网络通信协议）

网络通信协议

? 计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率、传输代 码、代码结构、 传输控制步骤、出错控制等制定标准。

通信协议分层的思想

由于结点之间联系很复杂，在制定协议时，把复杂成份分解成一些简单 的成份，再将它们复合起来。最常用的复合方式是层次方式，即同层间可 以通信、上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。各层互不影 响，利于系统的开发和扩展。（计算机网络原理自顶向下）

传输层的两个协议

TCP

• 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol）

? 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道

? 传输前，采用“三次握手”方式，安全可靠，传输数据大，效率低 （特点）

TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端

在连接中可进行大数据量的传输

传输完毕，需释放已建立的连接，效率低

在断开时要进行**“四次挥手**

TCP三次握手四次挥手具体过程

UDP

• 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)

? 将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接

? 每个数据报的大小限制在64K内

? 因无需连接，故是不可靠的

? 发送数据结束时无需释放资源，无连接，不安全，传输速度快（特点）

4.通信媒介

Scoket

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为 事实上的标准。

通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点

网络通信其实就是Socket间的通信。

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。

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.

注：一般用的都是客户端的Scoket

TCP

（1）客户端scoket(TCP)

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

• 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务 器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。 （客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发 起连接）

• 打开连接到 Socket 的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流， 使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输

• 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的 信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。

• 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

（2）服务器端Scoket(TCP)

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

• 调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端 口上。用于监听客户端的请求。

• 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信 套接字对象。 （Ser verSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。 也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。 所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象 ）

• 调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取 输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。

• 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

（3）具体代码(TCP)

服务器端

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    // 创建服务器ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10102);  //创建服务器只需要写端口号//监听有没有客户端连接到服务器,连接到后并返回客户端socket对象,如果一直没有客户端连接,一直阻塞等待//并用一个Scoket对象scoket接收从客户端发过来的套接字ScoketSocket socket = serverSocket.accept();System.out.println("连接成功");  //如果连接成功则打印此行信息InputStream in = socket.getInputStream();  //定义一个输入流用来从客户端传过来的Scoket套接字中读数据byte[] bytes = new byte[1024];int lenght = in.read(bytes);String s = new String(bytes, 0, lenght);System.out.println(s);OutputStream out = socket.getOutputStream();//定义一个输出流通过向客户端传过来的套接字传过去的写数据传入客户端out.write("我已成功接收到你发的信息".getBytes("utf-8"));}}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    //创建客户端Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10102);  //创建客户端需要写服务器的IP地址和端口号OutputStream out=socket.getOutputStream();   //定义一个outputStream流通过向套接字中写数据传入服务器//Scoket中有getOutputStream()方法返回一个OutputStream对象out.write("你好服务器".getBytes("utf-8"));InputStream in=socket.getInputStream();   //定义一个InputStream流用来从套接字Scoket中写出数据（写服务器通过套接字写过来的数据）//Scoket中有InputStream()方法返回一个InputStream对象byte[] bytes=new byte[1024];int lenght=in.read(bytes);String s1=new String(bytes,0,lenght);System.out.println(s1);}
}

UDP

类 DatagraSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序。

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。

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。

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

传输过程

（1）流程

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

注：发送端与接收端是两个独立的运行程序

（2）发送端和接收端

代码

发送端

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    DatagramSocket scoket = new DatagramSocket();int i = 0;while (true) {
    byte[] bytes = new byte[100];String msg = "你好服务器" + (++i);bytes = msg.getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9966);scoket.send(dp);}}
}

接收端

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9966);while(true){
    byte[] bytes=new byte[100];DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);socket.receive(dp);String s=new String(bytes,0,dp.getLength(),"utf-8");System.out.println(s);}}}