java 网络编程总结

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简介: java 网络编程 内容分享。

目录

一、拾枝杂谈

       1.网络通信 :

       2.网络 :

       3.IP :

       4.IPv4的ip地址分类 :

       5.域名和端口 :

       6.网络协议 :

二、网络编程

       1.InetAddress :

               1° 常用方法 :

               2° 代码演示 :  

       2.Socket :

               1° 概述 :

               2° 代码演示 :

               eg1 : 客户端连接服务端

               eg2 :  结束标记

               eg3 : 网络传输文件

       3.netstat:  

       4.UDP网络通信 :


一、拾枝杂谈

       1.网络通信 :

       网络通信是指,将一台设备(Host1)中的数据通过网络传输到另一台设备(Host2)java.net包下提供了许多用于完成网络通信的类或接口

       相关流程图如下 :

image.png

       2.网络 :

       两台或两台以上的设备通过一定物理设备(交换机,网关服务器等等)连接起来构成了网络(强调多台计算机构成的网状结构

       根据网络的覆盖范围及其复杂度的不同,网络大致分为三类——

       1° 局域网 : 覆盖范围最小,可能是一个机房,一个公司的内网,也可能是一个学校的校园网。

       2° 城域网 : 覆盖范围较大,可以覆盖整个城市。

       3° 广域网 : 覆盖范围最大,可以覆盖整个国家,甚至覆盖全球。典型代表是万维网(World Wide Web,简称3w)。

       3.IP :

       IP全称Internet Protocol,网络协议;IP地址就是“IP address”。IP的作用是标识网络中的每台计算机(主机)

       在Windows操作系统下,可以在交互式命令接口(cmd)输入ipconfig指令来获取当前主机的ip地址。如下图所示 :

image.png      

 ip又常见两种——IPv4和IPv6.

       1° IPv4协议以“点分十进制(xx.xx.xx.xx)”表示ip地址。即用4个字节来表示4个数,每个数的范围就是每个字节可以表示的范围(0~255)。

           IPv4协议下,ip地址由网络地址 + 主机地址组成,比如上图画蓝线部分,“192.168.89.”表示网络地址,最后的“134”表示主机地址。

       2° IPv6协议的诞生是为了解决IPv4协议“网络地址资源受限”问题,它是互联网工程任务组设计的用于替代IPv4的下一代网络协议(目前仍处于替代的过渡阶段)。IPv6的地址数量,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址。IPv6的诞生也解决了多种接入设备接入互联网的障碍。

            IPv6协议下,ip地址一般由16进制表示,因此每两位就代表一个字节,每个IPv6协议下的ip地址均有16个字节(128位)表示,长度是IPv4协议下的四倍。

       4.IPv4的ip地址分类 :

       IPv4协议下,ip地址由网络地址和主机地址构成,根据它们的权重不同,IPv4协议的ip地址可分为A,B,C,D,E五类。如下图所示 :

image.png      

 PS : 127.0.0.1表示本机地址

       5.域名和端口 :

       1° 域名——公司拥有自己的主机,为了便于用户访问公司主机,通过诸如HTTP协议将主机的ip地址映射为“域名”。eg : "cn.bing.com"就是必应搜索的域名。域名相比ip地址更易记忆。

      2° 端口——用于标注计算机上某个特定的网络程序(网络服务)的编号。不同的网络程序一般监听不同的端口

            端口以整数形式表示,表示范围是0~65535(2个字节表示,0~2^16 - 1)。其中,0~1024的端口已经被占用,因此,在网络开发中,不建议使用0~1024的端口,eg:ssh--- 22,ftp(文件传输) --- 21,smtp(邮件) --- 25,http --- 80。

            常见网络程序的端口号——

               ①mysql : 3306;

               ②sqlserver : 1433;

               ③oracle : 1521;

               ④tomcat : 8080;

       PS : 用户访问业务主机,实际是通过IP + 端口的形式访问的;通过IP可以找到主机所在位置,通过端口可以使用主机上提供的对应网络服务。如下图所示 :

image.png

       6.网络协议 :

       网络通信协议,通常指TCP/IP协议(全称“Transmission Control Protocol / Internet Protocol协议”)。中文是“传输控制协议 / 因特网互联协议”,又叫网络通信协议TCP/IP协议是Internet最基本的协议,是Internet国际互联网络的基础。简单地说,就是由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。

       关于TCP和UCP的区别——

       1° TCP : 传输控制协议

               使用TCP协议前,需要建立TCP连接,形成数据传输通道;

               传输数据前进行了"三次握手",因此是可靠的.

               在连接中可进行大量数据的传输;

               数据传输完毕后, 需释放掉已建立的连接,因此效率低.

               eg : call

      2° UCP : 用户数据协议

               不需要建立连接, 而是将数据, 源, 目的封装成数据报;

               每个数据报的大小限制在了64kb内, 不适合大量数据的传输;

               因无需连接, 因此不可靠;

               数据传输完毕后, 无需释放资源(因为不面向连接), 因此速度快.

               eg : message


二、网络编程

       1.InetAddress :

               1° 常用方法 :

       ①getLocalHost : 获取当前主机的InetAddress对象,直接打印InetAddress对象默认输出结果为当前主机名 + 当前主机的ip地址(IPv4协议)。

       ②getByName : 通过指定主机名获取对应的InetAddress对象。

       ③getByName : 同上;也可以通过指定域名来获取对应的InetAddress对象。

       ④getHostAddress : 返回当前InetAddress对象的IP地址。

       ⑤getHostName : 返回当前InetAddress对象的主机名/域名。

               2° 代码演示 :  

               以InetAddress_Demo类为演示类,代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX;
importjava.io.IOException;
importjava.net.InetAddress;
publicclassInetAddress_Demo {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1. 获取本机的InetAddress对象(静态方法getLocalHost())/*输出结果 : 当前主机名 + 当前主机的ip地址(IPv4协议)*/InetAddresslocalHost=InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);
System.out.println("==================");
//2. 获取本机的InetAddress对象, 但通过指定主机名InetAddresslocalHost_copy=InetAddress.getByName("Cyan-RA9");
System.out.println(localHost);
System.out.println("==================");
//3. 根据指定域名,给出对应的InetAddress对象InetAddressbingHost=InetAddress.getByName("cn.bing.com");
InetAddressbaiduHost=InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println(bingHost);
System.out.println(baiduHost);
System.out.println("==================");
//4. 根据InetAddress对象,获取对应主机的IP地址Stringaddress=bingHost.getHostAddress();
Stringaddress_=baiduHost.getHostAddress();
System.out.println(address);
System.out.println(address_);
System.out.println("==================");
//5. 根据InetAddress对象,获取对应主机的主机名/域名(最终获取到的结果取决于主机的配置)StringhostName=bingHost.getHostName();
StringhostName_=baiduHost.getHostName();
System.out.println(hostName);
System.out.println(hostName_);
    }
}

image.gif

               运行结果 :

image.png

       2.Socket :

               1° 概述 :

       Socket在网络编程中被称为“套接字”;Socket在开发网络应用程序中被广泛采用,因此成为了事实上的标准。

       Socket是两台机器间实现通信的端点(比喻为"接口"),通信的两端都要有Socket。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的应用程序属于客户端;等待通信请求的属于服务端。(客户端程序和服务端程序一般位于不同的主机上)。

       服务端要先运行起来, 等待客户端的连接。

               2° 代码演示 :

               eg1 : 客户端连接服务端

               Server_01代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_1;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStream;
importjava.net.ServerSocket;
importjava.net.Socket;
/**TCP InputStream / OutputStream No.1*/publicclassServer_01 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1.ServerSocket可以监听指定的端口(要求该端口没有被其他服务端程序监听)ServerSocketserverSocket=newServerSocket(6666);
System.out.println("服务端正监听6666端口,等待连接中......");
//2.当有客户端连接被监听的端口时,返回Socket对象,程序继续运行。/*ServerSocket可通过accept方法返回多个Socket对象,适用于多个服务器连接客户端时的并发。*/Socketsocket=serverSocket.accept();
System.out.println("Server's socket = "+socket);
//3.若有客户端成功连接该服务端,读取客户端写入到数据通道中的数据, 并显示在控制台InputStreaminputStream=socket.getInputStream();
byte[] data=newbyte[1024];
intlen;
while ((len=inputStream.read(data)) !=-1) {
System.out.println(newString(data, 0, len));   //String类的一个带参构造!        }
//4.必须关闭流(服务端比客户端多关一个)inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
    }
}

image.gif

               Client_01代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_1;
importjava.io.IOException;
importjava.io.OutputStream;
importjava.net.InetAddress;
importjava.net.Socket;
/**TCP InputStream / OutputStream No.1*/publicclassClient_01 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
/*1.通过“IP + 端口” 连接服务端。2.若连接成功,返回Socket对象。*/Socketsocket=newSocket(InetAddress.getLocalHost(), 6666);
System.out.println("Client's socket = "+socket);
/*3.连接成功后,通过Socket类对象的getOutputStream()方法,获取和socket对象关联的字节输出流对象。*/OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();
/*4.利用获取到的的字节输出流对象,将指定内容输出到数据传输流中。*/outputStream.write("Cyan_RA9".getBytes());  //一次写入一个字节数组System.out.println("客户端退出......");
//5.必须关闭流。outputStream.close();
socket.close();
    }
}

image.gif

               运行效果 :

image.png

               eg2 : 结束标记

               Server_02代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_2;
importjava.io.*;
importjava.net.ServerSocket;
importjava.net.Socket;
/**TCP InputStreamReader / OutputStreamWriter No.2*/publicclassServer_02 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1.设置服务端程序的监听端口为8888ServerSocketserverSocket=newServerSocket(8888);
System.out.println("服务端程序正在监听8888端口,等待客户端连接......");
//2.当有客户端连接成功时,通过accept方法返回Socket类对象Socketsocket=serverSocket.accept();
System.out.println("Server's socket = "+socket);
//3.获取与socket对象关联的字节输入流对象,并利用转换流将其转换为字符输入流。InputStreaminputStream=socket.getInputStream();
InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(inputStream);
//4.利用转换得到的字符输入流,读取客户端写入到数据通道中的数据。intdata;
while ((data=isr.read()) !=-1) {
System.out.print((char)data);
        }
//5.获取与socket对象关联的字节输出流对象,并利用转换流将其转换为字符输出流。OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();
OutputStreamWriterosw=newOutputStreamWriter(outputStream);
//6.利用转换得到的字符输出流对象,将数据写入到数据通道中。osw.write("Hello, Client? ");
//若使用字符流,需要使用flush方法手动刷新,否则数据无法写入数据通道!osw.flush();
socket.shutdownOutput();    //设置写入结束标记//7.关闭流//osw.close();isr.close();
socket.close();
serverSocket.close();
System.out.println("\n服务端退出......");
    }
}

image.gif

               Client_02代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_2;
importjava.io.IOException;
importjava.io.InputStreamReader;
importjava.io.OutputStreamWriter;
importjava.net.InetAddress;
importjava.net.Socket;
/**TCP InputStreamReader / OutputStreamWriter No.2*/publicclassClient_02 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1.通过“IP + 端口”连接服务端,若连接成功,返回Socket类对象Socketsocket=newSocket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
System.out.println("Client's socket = "+socket);
//2.获取与socket对象关联的字节输出流对象,并利用转换流,将其转换为字符输出流。OutputStreamWriterosw=newOutputStreamWriter(socket.getOutputStream());
/*** 也可以使用BufferedWriter再包装一层,* 使用处理流之后,可以使用newLine方法作为结束的标志,但要求读取使用readLine方法。*  *///3.利用转换得到的字符输出流对象,向数据通道中写入数据。osw.write("Hello, Server?");
osw.flush();
/*若使用字符流,需要使用flush方法手动刷新,否则数据无法写入数据通道!shutdownOutput() 方法可以告诉服务端,发送的信息到此为止了。*/socket.shutdownOutput();
//4.获取与socket对象关联的字节输入流对象,并利用转换流,将其转换为字符输入流。InputStreamReaderisr=newInputStreamReader(socket.getInputStream());
//5.利用转换得到的字符输入流对象,读取服务端写入到数据通道中的数据。char[] data=newchar[1024];
intcnt;
while ((cnt=isr.read(data)) !=-1) {
Stringstring=newString(data, 0, cnt);
System.out.println(string);
        }
//6.关闭流isr.close();
//osw.close();socket.close();
System.out.println("客户端退出......");
    }
}

image.gif

               运行结果 :

image.png

               eg3 : 网络传输文件

               以传入某图片为例如下所示 :

image.png

               Server_03类代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_3;
importjava.io.*;
importjava.net.ServerSocket;
importjava.net.Socket;
/**TCP --- network transmissionadvanced --- BufferedXxx*/publicclassServer_03 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1.客户端监听端口ServerSocketserverSocket=newServerSocket(7777);
System.out.println("服务端正监听7777端口,等待客户端连接...");
Socketsocket=serverSocket.accept();
System.out.println("Server's socket = "+socket);
//2.获取与socket对象关联的字节输入流,读取客户端写入到数据通道中的数据。InputStreaminputStream=socket.getInputStream();
OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();//4.步骤BufferedOutputStreambos=newBufferedOutputStream(newFileOutputStream("D:\\JAVA\\IDEA\\fileEX\\demo2.jpg"));
byte[] data=newbyte[1024];
intcnt;
//3.将读取到的图片写入到本地while ((cnt=inputStream.read(data)) !=-1) {
bos.write(data, 0, cnt);
        }
//4.向客户端发送“收到图片”,并退出服务端。outputStream.write("Received the picture".getBytes());
socket.shutdownOutput();    //结束标记//5.不要忘记关闭流(后打开的流先关闭)bos.close();
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
System.out.println("服务端退出...");
    }
}

image.gif

               Client_03类代码如下 :

packagecsdn.advanced.netEX.tcp_3;
importjava.io.*;
importjava.net.InetAddress;
importjava.net.Socket;
/*** TCP --- network transmission*/publicclassClient_03 {
publicstaticvoidmain(String[] args) throwsIOException {
//1.通过“IP + 端口”,连接服务端。Socketsocket=newSocket(InetAddress.getLocalHost(), 7777);
System.out.println("Client's socket = "+socket);
//2.向服务端发送一张图片(把从客户端读取到的文件写入到数据通道中)BufferedInputStreambis=newBufferedInputStream(newFileInputStream("D:\\JAVA\\IDEA\\fileEX\\demo.jpg"));
InputStreaminputStream=socket.getInputStream();//3.步骤OutputStreamoutputStream=socket.getOutputStream();
byte[] data=newbyte[1024];
intcnt;
while ((cnt=bis.read(data)) !=-1) {
outputStream.write(data, 0, cnt);
        }
socket.shutdownOutput();    //结束标记//3.获取与socket对象关联的字节输入流,读取服务端写入到数据通道中的信息byte[] message=newbyte[1024];
while ((cnt=inputStream.read(message)) !=-1) {
Strings=newString(message, 0, cnt);
System.out.println(s);
        }
//4.关闭流,客户端退出outputStream.close();
inputStream.close();
bis.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出...");
    }
}

image.gif

               运行效果 :

image.png

image.png

image.png

       3.netstat:  

       netstat -an 指令可以查看当前网络情况,包括端口监听和网络连接情况;

       netstat -an | more 指令可以分页查看当前网络情况(按下空格翻页,直到显示完毕,也可以通过Ctrl + c快捷键直接退出指令)。

       netstat指令需要在DOS系统下执行(小黑框)。

       如下图所示 :

image.png      

 其中——

       Proto = Protocol,表示当前端口的协议。

       Local Address 和 Foreign Address 分别表示本机地址(服务端)和外部地址(客户端), 前四位表示IP,第五位表示监听的端口

       State表示状态Listening表示当前程序正在指定端口进行监听,等待客户端连接Established表示当前程序监听的端口已有客户端连接

       如果想查看正在监听端口的具体程序,需要使用管理员权限运行DOS,然后使用netstat -anb指令,如下图所示 :

image.png      

PS : 在客户端与服务端连接期间调用netstat指令,可以得到结论——

       当客户端连接到服务器端后,实际上客户端也是通过一个端口与服务端进行通讯的,这个端口是TCP/IP协议来自动分配的

       4.UDP网络通信 :

       DatagramSocket类 和 DatagramPacket(数据报)类实现了基于UDP协议的网络通讯。UDC数据报是通过DatagramSocket套接字的send和receive方法来进行发送和接收的;系统不保证数据报具体的发送情况。(一个数据报最大64kb)

      DatagramPacket对象中封装了数据报,其中包含了数据、发送端的IP + 端口以及接收端的IP + 端口。正因为每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此UDP无需像TCP一样建立连接。DatagramPacket类构造器如下 :

image.png      

 PS :

        在UDP网络通信中不再有服务端和客户端的概念,而是数据的发送端和接收端,并且发送端和接收端不是固定的

       2° UDP编程中,接收数据(receive) 和 发送数据(send) 是通过DatagramSocket对象来完成的。

       在发送数据时,会先将数据打包到DatagramPacket对象中在接收数据时,需要先对DatagramPacket对象进行拆包。(拆包——getLength(),getData(),String带参构造)

       4° DatagramPacket对象可以指定端口来接收数据。

        最后需要关闭DatagramSocket

      System.out.println("END---------------------------------------------------------------------------");

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