初学网络编程

news2025/1/19 22:25:57

网络编程是指编写能够在网络环境中运行，进行数据通信的程序的过程。它涵盖了从建立网络连接、发送和接收数据，到关闭连接等一系列操作。网络编程是开发网络应用程序的基础，它使得不同的计算机和设备能够通过网络进行数据交换和通信。

三个核心概念

IP（Internet Protocol）

是互联网协议的意思，它的主要作用是为互联网上的每一台设备分配一个唯一的逻辑地址，这个地址就是我们常说的IP地址。IP地址用于在网络中标识和定位设备，使得数据能够准确地从一个地方传输到另一个地方。IP地址根据版本可以分类为：IPv4和IPv6

InetAddress类

此类表示互联网协议 (IP) 地址。通常包括一个主机名和一个IP地址，并提供了获取和操作IP地址的方法，这些方法可以用于网络编程、服务器配置、主机管理等场景。是Java网络编程和系统配置的基础类之一。

InetAddress类的主要方法包括：

getByName(String host): 通过主机名或IP地址字符串获取一个InetAddress对象。
getLocalHost(): 获取本地主机的InetAddress对象。
getHostName(): 获取InetAddress对象所代表的主机的主机名。
getHostAddress(): 获取InetAddress对象所代表的主机的IP地址。
getCanonicalHostName(): 获取InetAddress对象所代表的主机的规范化主机名。
getAddress(): 获取InetAddress对象的原始IP地址（以字节数组表示）。
isMulticastAddress(): 判断InetAddress对象是否为多播地址。
isLoopbackAddress(): 判断InetAddress对象是否为回环地址。

因为InetAddress类没有公共构造函数，因此不能直接通过new关键字创建其对象。而是应该使用上述的静态方法来获取InetAddress对象。

端口（Port）

端口是用于区分不同的网络服务或进程的。每个网络服务或进程都会绑定到一个特定的端口上，以便客户端能够通过该端口与之进行通信，是应用程序在设备中唯一的标识。

在计算机通信中，每个运行的进程或服务都需要一个或多个端口来接收和发送数据。端口号是一个非负整数，范围通常是从0到65535。

端口可以大致分为以下几类：

公认端口：从0到1023，这些端口被系统或应用程序保留，通常用于知名的网络服务，如HTTP（80端口）、HTTPS（443端口）、FTP（21端口）等。
注册端口：从1024到49151，这些端口是为没有公认端口号的应用程序保留的。这些端口可以由用户或应用程序进行注册，以提供特定服务。
动态端口：从49152到65535，这些端口是临时端口，用于短暂的、一次性的服务。这些端口通常不由系统或服务预留，而是由应用程序在需要时动态分配。

协议（Protocol）

网络通信必须依赖于各种协议，如TCP/IP、HTTP、FTP等。这些协议定义了数据如何在网络中传输，包括数据的分组、路由、确认接收等过程，是数据在网络中传输的规则，确保了不同计算机和设备之间能够相互通信和协同工作。

TCP协议和UDP协议

TCP协议和UDP协议是计算机网络中两种主要的传输层协议，它们各自具有不同的特点和应用场景。

TCP协议，全称是传输控制协议（Transmission Control Protocol），是一种面向连接的、可靠的、字节流的传输层通信协议。TCP在发送数据前需要先建立连接，通过三次握手确保发送方和接收方之间的连接建立成功。

在数据传输过程中，TCP使用确认和重传机制，确保数据包的顺序性和完整性。如果数据包丢失或损坏，TCP会负责重传，直到数据被正确接收。因此，TCP协议适用于对数据可靠性要求较高的应用场景，如文件传输、电子邮件和网页浏览等。

UDP协议，全称是用户数据报协议（User Datagram Protocol），是一种无连接的传输层协议。UDP在发送数据时并不建立连接，而是直接将数据报发送到目标地址。它不保证数据的可靠传输，也不关心数据是否到达目的地，以及数据的顺序和完整性。因此，UDP协议的开销较小，处理速度通常比TCP快。UDP适用于对数据可靠性要求较低、传输经济的应用场景，如音频和视频流、在线游戏、语音通话等实时应用。这些应用可以容忍偶尔的数据丢失，但对传输速度有较高要求。