1.网络编程入门

1.1网络编程概述

• 计算机网络

是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统

• 网络编程

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

1.2 网络编程三要素

• IP地址

要想让网络中的计算机能够互相通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识

• 端口

网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网络通信时，如何区分这些应用程序呢？如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识

• 协议

通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议

1.3 IP地址

IP地址：是网络中设备的唯一标识

• IP地址分为两大类

• IPv4：是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”，这么长的地址，处理起来也太费劲了。为了方便使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分隔不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多

• IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源有限，使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间，通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进制数，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题

• DOS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，可以代表本机地址，一般用来测试使用

2.UDP通信程序

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2.1 UDP发送数据

• Java中的UDP通信

• UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送，接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器的概念

• Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

• 构造方法

• 相关方法

• 发送数据的步骤

• 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)

• 创建数据，并把数据打包

• 调用DatagramSocket对象的方法发送数据

• 关闭发送端

2.2UDP接收数据

• 接收数据的步骤

• 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)

• 创建一个数据包，用于接收数据

• 调用DatagramSocket对象的方法接收数据

• 解析数据包，并把数据在控制台显示

• 关闭接收端

• 构造方法

• 相关方法

2.3UDP通信程序练习

• 案例需求

UDP发送数据：数据来自于键盘录入，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，故采用死循环接收

• 代码实现

/*UDP发送数据：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束*/
public class SendDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//键盘录入数据Scanner sc = new Scanner(System.in);while (true) {String s = sc.nextLine();//输入的数据是886，发送数据结束if ("886".equals(s)) {break;}//创建数据，并把数据打包byte[] bys = s.getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.66"), 12345);//调用DatagramSocket对象的方法发送数据ds.send(dp);}//关闭发送端ds.close();}
}/*UDP接收数据：因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收*/
public class ReceiveDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);while (true) {//创建一个数据包，用于接收数据byte[] bys = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);//调用DatagramSocket对象的方法接收数据ds.receive(dp);//解析数据包，并把数据在控制台显示System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));}//关闭接收端
//        ds.close();}
}

2.4UDP三种通讯方式

• 单播

单播用于两个主机之间的端对端通信

• 组播

组播用于对一组特定的主机进行通信

• 广播

广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信

2.5UDP组播实现

• 实现步骤

• 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,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)

4. 释放资源

• 接收端

5. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)

6. 创建一个箱子,用于接收数据

7. 把当前计算机绑定一个组播地址

8. 将数据接收到箱子中

9. 解析数据包,并打印数据

10. 释放资源

2.6UDP广播实现

• 实现步骤

• 发送端

1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)

2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去

3. 发送数据

4. 释放资源

• 接收端

5. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)

6. 创建一个数据包，用于接收数据

7. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据

8. 解析数据包，并把数据在控制台显示

9. 关闭接收端

• 代码实现

// 发送端
publicclassClientDemo {publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {// 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocketds=newDatagramSocket();// 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去Strings="广播 hello";byte[] bytes=s.getBytes();InetAddressaddress=InetAddress.getByName("255.255.255.255");intport=10000;DatagramPacketdp=newDatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);// 3. 发送数据ds.send(dp);// 4. 释放资源ds.close();}
}
​
// 接收端
publicclassServerDemo {publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {// 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocketds=newDatagramSocket(10000);// 2. 创建一个数据包，用于接收数据DatagramPacketdp=newDatagramPacket(newbyte[1024],1024);// 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据ds.receive(dp);// 4. 解析数据包，并把数据在控制台显示byte[] data=dp.getData();intlength=dp.getLength();System.out.println(newString(data,0,length));// 5. 关闭接收端ds.close();}
}

3. TCP通信程序

3.1TCP发送数据

• Java中的TCP通信

• Java对基于TCP协议的的网络提供了良好的封装，使用Socket对象来代表两端的通信端口，并通过Socket产生IO流来进行网络通信。

• Java为客户端提供了Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类

• 构造方法

• 相关方法

3.2TCP接收数据

• 构造方法

• 相关方法

• 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,所以是输出流针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流

4. read方法也是阻塞的

5. 客户端在关流的时候,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

• 三次握手和四次挥手

• 示例代码

publicclassServer {publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {//TCP协议，接收数据
​//1.创建对象ServerSockerServerSocketss=newServerSocket(10000);
​//2.监听客户端的链接Socketsocket=ss.accept();
​//3.从连接通道中获取输入流读取数据InputStreamis=socket.getInputStream();intb;while ((b=is.read()) !=-1){System.out.println((char) b);}
​//4.释放资源socket.close();ss.close();}
}

3.3TCP程序练习（传输中文）

发送端：

publicclassClient {publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {//TCP协议，发送数据
​//1.创建Socket对象//细节：在创建对象的同时会连接服务端//      如果连接不上，代码会报错Socketsocket=newSocket("127.0.0.1",10000);
​
​//2.可以从连接通道中获取输出流OutputStreamos=socket.getOutputStream();//写出数据os.write("你好你好".getBytes());//12字节
​//3.释放资源os.close();socket.close();
​}
}

​

接收端：

publicclassServer {publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {//TCP协议，接收数据
​//1.创建对象ServerSockerServerSocketss=newServerSocket(10000);
​//2.监听客户端的链接Socketsocket=ss.accept();
​//3.从连接通道中获取输入流读取数据InputStreamis=socket.getInputStream();InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(is);BufferedReaderbr=newBufferedReader(isr);
​// BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
​intb;while ((b=br.read()) !=-1){System.out.print((char) b);}
​//4.释放资源socket.close();ss.close();
​}
}