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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 :
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 :
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 :
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 :
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
①使用TCP协议前,需要建立TCP连接,形成数据传输通道;
②传输数据前进行了"三次握手",因此是可靠的.
③在连接中可进行大量数据的传输;
④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
①不需要建立连接, 而是将数据, 源, 目的封装成数据报;
②每个数据报的大小限制在了64kb内, 不适合大量数据的传输;
③因无需连接, 因此不可靠;
④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_); } }
运行结果 :
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(); } }
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(); } }
运行效果 :
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......"); } }
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......"); } }
运行结果 :
eg3 : 网络传输文件
以传入某图片为例,如下所示 :
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..."); } }
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..."); } }
运行效果 :
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 :
其中——
①Proto = Protocol,表示当前端口的协议。
②Local 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。
③State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 :
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 :
PS :
1° 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。
3°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。
5° 最后需要关闭DatagramSocket。
System.out.println("END---------------------------------------------------------------------------");