目录
网络编程三要素
IP
IPv4
InetAddress类
端口号
协议
UDP协议
UDP协议发送数据
UDP协议接收数据
UDP的三种通信方式(代码实现)
TCP协议
TCP通信程序
三次握手和四次挥手
练习
1、客户端:多次发送数据服务器:接收多次接收数据，并打印
2、客户端:发送一条数据，接收服务端反馈的消息并打印
服务器:接收数据并打印，再给客户端反馈消息
3、客户端:将本地文件上传到服务器。接收服务器的反馈。服务器:接收客户端上传的文件，上传完毕之后给出反馈。
什么是网络编程?
在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，进行的数据传输。
常见软件架构有哪些?
CS/BS
通信的软件架构CS\BS的各有什么区别和优缺点
CS:客户端服务端模式需要开发客户端
BS:浏览器服务端模式不需要开发客户端,
CS:适合定制专业化的办公类软件如:IDEA、网游
BS:适合移动互联网应用，可以在任何地方随时访问的系统
C/S（Client/Server）架构是一种分布式计算模型，其中客户端和服务器分别承担不同的功能和责任。客户端是面向用户的界面和应用程序，负责向用户提供交互界面和功能。服务器则负责处理客户端发送的请求，进行数据处理和存储，并将处理结果返回给客户端。
B/S（Browser/Server）架构也是一种分布式计算模型，类似于c/s架构。不同之处在于，b/s架构中的客户端是基于浏览器的Web应用程序，通过浏览器访问Web服务器上的应用程序。服务器处理客户端请求，并将结果通过Web页面返回给客户端。
总体而言，c/s架构适用于需要实现复杂业务逻辑和功能的应用程序，而b/s架构适用于面向广大用户的Web应用程序。
网络编程三要素
IP：设备在网络中的地址，是唯一的标识。
端口号：应用程序在设备中唯一的标识。
协议：数据在网络中传输的规则，常见的协议有UDP、TCP、http、https、ftp。
IP
全称:Internet Protocol，是互联网协议地址，也称IP地址。
是分配给上网设备的数字标签。
常见的IP分类为：IPv4、IPv6
IPv4
全称:Internet Protocol version4，互联网通信协议第四版
采用32位地址长度，分成4组
网际协议版本4（IPv4）是互联网通信中应用最广泛的网络协议之一，它负责将数据包从源头发送到目的地。IPv4使用32位地址格式，能够提供约43亿个独立的地址。这些地址被用于在互联网上唯一标识每个网络设备，如计算机、手机或其他终端设备。
IPv4的核心功能包括无连接的数据传输和最大努力交付。无连接意味着在数据传输之前，不需要建立持久的连接状态。每个数据包都是独立处理并路由至目标地址。最大努力交付则表明该协议尽力将数据包传送到目的地，但不保证所有数据包均能成功到达，也不保证它们会按顺序到达。这些特性需要由更高层的协议，如传输控制协议（TCP），来加以管理和修正。
IPv4的设计和结构对其普及和功能至关重要。IPv4数据包包含一个固定长度的头部，通常为20字节，后面可跟随可选的扩展部分。固定头部包括多个字段，如版本号、首部长度、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间（TTL）、协议、首部校验和、源地址和目的地址等。这些字段共同确保了数据包的正确传输及其优先级、路由和错误校验。
由于IPv4地址的枯竭问题，互联网社区早在1990年代就开始研究替代方案。最终，网际协议版本6（IPv6）被开发出来，以解决地址空间不足的问题。IPv6使用128位地址格式，可以提供近乎无限的地址空间。尽管IPv6在技术上解决了IPv4的许多限制，但由于技术升级和迁移的复杂性，IPv6的普及速度相对较慢。
总结来说，IPv4作为互联网的基础协议，虽然存在一些限制，但它在过去几十年里成功地支撑了互联网的迅猛发展。然而，随着IPv4地址的耗尽和互联网需求的不断增长，向IPv6的过渡已成为不可逆转的趋势。未来，IPv6可能会完全取代IPv4，成为互联网通信的主流协议。
InetAddress类
static InetAddress getByName(string host) 确定主机名称的IP地址，主机名称可以是机器名称，也可以是IP地址
String getHostName() 获取此IP地址的主机名
String getHostAddress() 返回文本显示中的IP地址字符串
package InetAddress24_6_21;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class InetAddressDemo1 {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
//1.获取InetAddress的对象
// IP的对象 一台电脑的对象
InetAddress address=InetAddress.getByName("努力敲代码的小火龙");
System.out.println(address);
String name = address.getHostName();
System.out.println(name);
String ip = address.getHostAddress();
System.out.println(ip);
}
}
端口号
应用程序在设备中唯一的标识。
端口号:由两个字节表示的整数，取值范围:0~65535
其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用。
我们自己使用1024以上的端口号就可以了。
注意:一个端口号只能被一个应用程序使用，
协议
计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议
OSI参考模型和TCP/IP参考模型是网络通信中常用的两种参考模型，用于描述计算机网络中不同层次的协议和功能。两种参考模型的各层对应的协议如下：
OSI参考模型的七层对应协议：
1. 物理层：主要负责传输比特流，按照电气、光学或者机械方式传送信号。没有具体的协议对应。
2. 数据链路层：主要负责将比特流分成具有特定意义的帧，并进行错误检测和纠正。常用的协议有以太网（Ethernet）和无线局域网（Wi-Fi）。
3. 网络层：主要负责将数据包从源主机传输到目标主机，包括寻址、路由选择和包分片等功能。常用的协议有Internet协议（IP）。
4. 传输层：主要负责提供端到端的可靠数据传输，包括流量控制和拥塞控制等功能。常用的协议有传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
5. 会话层：主要负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。没有具体的协议对应。
6. 表示层：主要负责处理数据的表示和转换，确保不同主机上的应用程序能够解释和理解数据的意义。没有具体的协议对应。
7. 应用层：最上层的应用程序直接面向用户，并提供特定的网络服务，例如电子邮件（SMTP）、文件传输（FTP）和域名系统（DNS）等。
TCP/IP参考模型的四层对应协议：
1. 网络接口层（网络接入层）：主要负责将数据链路层的帧封装为IP数据包，并进行物理传输。常用的协议有以太网（Ethernet）和无线局域网（Wi-Fi）。
2. 网际层（互联网层）：主要负责将数据包从源主机传输到目标主机，包括寻址、路由选择和包分片等功能。常用的协议有Internet协议（IP）。
3. 传输层：主要负责提供端到端的可靠数据传输，包括流量控制和拥塞控制等功能。常用的协议有传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）。
4. 应用层：最上层的应用程序直接面向用户，并提供特定的网络服务，例如电子邮件（SMTP）、文件传输（FTP）和域名系统（DNS）等。
需要注意的是，TCP/IP参考模型的网络接口层对应了OSI参考模型的物理层和数据链路层。因此，TCP/IP参考模型只有四层，而OSI参考模型有七层。
UDP协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol)
UDP是面向无连接通信协议。
速度快，有大小限制一次最多发送64K，数据不安全，易丢失数据
UDP协议发送数据
package UDPDemo;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class SendMessageDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//发送数据
//创建Datagramsocket对象
//绑定端口，以后我们就是通过这个端口往外发送
// 空参:所有可用的端口中随机一个进行使用
// 有参:指定端口号进行绑定
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//打包数据
String str="hello world";
byte[] bytes=str.getBytes();
InetAddress address=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port=10086;
//数据打包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
//发送数据
ds.send(dp);
//释放资源
ds.close();
}
}
UDP协议接收数据
package UDPDemo;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class ReceiveMessageDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建Datagramsocket对象(快递公司)
//在接收的时候，一定要绑定端口
//而且绑定的端口一定要跟发送的端口保持一致
DatagramSocket ds=new DatagramSocket(10086);
//接收数据包
byte[] bytes=new byte[1024];
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
//该方法是阻塞的，程序执行到这一步的时候，会在这里死等，等发送端发送消息
ds.receive(dp);
//解析数据包
byte[] data=dp.getData();
int len=dp.getLength();
InetAddress address=dp.getAddress();
int port=dp.getPort();
System.out.println("接收到数据"+new String(data,0,len));
System.out.println("这个数据是从"+address+"这台电脑中的"+port+"这个端口发出的");
//释放资源
ds.close();
}
}
先运行接收端，再运行发送端
UDP的三种通信方式(代码实现)
单播
- 之前的代码就是单播
组播
- 组播地址:224.0.0.0~239.255.255.255
- 其中224.0.0.0~224.0.0.255 为预留的组播地址
三个接收端：
package UDPDemo2;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
public class ReceiveMessageDemo3 {
public static void main(String[] args) throws IOException {
MulticastSocket ms=new MulticastSocket(10000);
//将当前本机，添加到224.0.0.1的这一组当中
InetAddress address=InetAddress.getByName("224.0.0.1");
ms.joinGroup(address);
//接收数据包
byte[] bytes=new byte[1024];
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
ms.receive(dp);
//解析数据包
byte[] data=dp.getData();
int len=dp.getLength();
int port=dp.getPort();
System.out.println("这个数据是从"+address+"这台电脑中的"+port+"这个端口发出的,发出的数据为"+new String(data,0,len));
//释放资源
ms.close();
}
}
发送端
package UDPDemo2;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;
public class SendMessageDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
MulticastSocket ms=new MulticastSocket();
//打包数据
String str="hello world";
byte[] bytes=str.getBytes();
InetAddress address=InetAddress.getByName("224.0.0.1");
int port=10000;
//数据打包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
//发送数据
ms.send(dp);
//释放资源
ms.close();
}
}
广播
- 广播地址:255.255.255.255
package UDPDemo;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class SendMessageDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//发送数据
//创建Datagramsocket对象
//绑定端口，以后我们就是通过这个端口往外发送
// 空参:所有可用的端口中随机一个进行使用
// 有参:指定端口号进行绑定
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//打包数据
String str="hello world";
byte[] bytes=str.getBytes();
InetAddress address=InetAddress.getByName("255.255.255.255");
int port=10086;
//数据打包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
//发送数据
ds.send(dp);
//释放资源
ds.close();
}
}
TCP协议
传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
TCP协议是面向连接的通信协议。
速度慢，没有大小限制，数据安全。
TCP通信程序
TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象通信之前要保证连接已经建立
通过Socket产生I0流来进行网络通信
客户端
- 创建客户端的Socket对象(Socket)与指定服务端连接 Socket(string host,int port)
- 获取输出流，写数据 Outputstream getoutputstream(）
- 释放资源
package TCPDemo;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建Socket对象
// 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
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10001);
//可以从连接通道中获取输出流
OutputStream os=socket.getOutputStream();
//写出数据
os.write("你好你好".getBytes());
//释放资源
os.close();
socket.close();
}
}
服务器
- 创建服务器端的Socket对象(ServerSocket) ServerSocket(int port)
- 监听客户端连接，返回一个Socket对象 Socket accept()
- 获取输入流，读数据，并把数据显示在控制台 InputStream getInputstream()
- 释放资源 void close()
package TCPDemo;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建对象ServerSocker
ServerSocket ss=new ServerSocket(10001);
//监听客户端的链接
Socket socket=ss.accept();
//从连接通道中获取输入流读取数据
InputStream is=socket.getInputStream();
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
int b;
while ((b=isr.read())!=-1){
System.out.println((char)b);
}
//释放资源
socket.close();
ss.close();
}
}
三次握手和四次挥手
三次握手（Three-way Handshake）和四次挥手（Four-way Fin-Wait-RST）是TCP协议中建立和终止连接的过程。
1. 三次握手：
三次握手是指在TCP连接建立过程中，客户端和服务器端需要进行三次报文交换，以确保双方的发送和接收能力都正常。具体过程如下：
a) 客户端向服务器端发送一个带有SYN标志的报文，表示请求建立连接。
b) 服务器端收到客户端的SYN报文后，会回复一个带有SYN和ACK标志的报文，表示同意建立连接。
c) 客户端收到服务器端的SYN+ACK报文后，会回复一个带有ACK标志的报文，表示连接已建立。
2. 四次挥手：
四次挥手是指在TCP连接终止过程中，客户端和服务器端需要进行四次报文交换，以确保双方的数据都已经被对方接收并处理完毕。具体过程如下：
a) 客户端向服务器端发送一个带有FIN标志的报文，表示请求终止连接。
b) 服务器端收到客户端的FIN报文后，会回复一个带有ACK标志的报文，表示已经收到了客户端的终止请求。
c) 服务器端在处理完所有数据后，向客户端发送一个带有FIN标志的报文，表示同意终止连接。
d) 客户端收到服务器端的FIN报文后，会回复一个带有ACK标志的报文，表示连接已终止。
练习
1、客户端:多次发送数据
服务器:接收多次接收数据，并打印
客户端
package Test1;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10001);
Scanner sc=new Scanner(System.in);
OutputStream os=socket.getOutputStream();
while (true){
System.out.println("请输入数据");
String str=sc.nextLine();
//退出方法
if("886".equals(str)){
break;
}
//写出数据
os.write(str.getBytes());
}
//释放资源
}
}
服务器
package Test1;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss=new ServerSocket(10001);
//等待客户端来连接
Socket socket = ss.accept();
//读取数据
InputStream is=socket.getInputStream();
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
int b;
while ((b=isr.read())!=-1){
System.out.print((char) b);
}
//释放资源
socket.close();
ss.close();
}
}
2、客户端:发送一条数据，接收服务端反馈的消息并打印
服务器:接收数据并打印，再给客户端反馈消息
客户端
package Test2;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10001);
//写出数据
String str="你好呀";
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write(str.getBytes());
//写出结束标记
socket.shutdownOutput();
//接收服务端的回写数据
InputStream is=socket.getInputStream();
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
int b;
while ((b=isr.read())!=-1){
System.out.print((char) b);
}
//释放资源
socket.close();
}
}
服务端
package Test2;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss=new ServerSocket(10001);
//等待客户端链接
Socket socket = ss.accept();
//从socket中获取输入流读取数据
InputStream is = socket.getInputStream();
InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);
int b;
while ((b=isr.read())!=-1){
System.out.print((char)b);
}
//回写数据
String str="hello";
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write(str.getBytes());
//释放资源
socket.close();
ss.close();
}
}
3、客户端:将本地文件上传到服务器。接收服务器的反馈。
服务器:接收客户端上传的文件，上传完毕之后给出反馈。
客户端
package Test3;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",10001);
//读取本地文件中的数据,并写到服务器当中
BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream("E:\\java\\net\\clientdir\\a.jpg"));
BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
byte[] bytes=new byte[1024];
int len;
while ((len=bis.read(bytes))!=-1){
bos.write(bytes,0,len);
}
bos.flush();
//往服务器写出的结束标记
socket.shutdownOutput();
//接收服务器的回写数据
BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String line = br.readLine();
System.out.println(line);
//释放资源
socket.close();
}
}
服务端
package Test3;
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket ss=new ServerSocket(10001);
//等待客户端链接
Socket socket = ss.accept();
//读取数据并保存到本地文件中
BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("E:\\java\\net\\serverdir\\a.jpg"));
int len;
byte[] bytes=new byte[1024];
while ((len=bis.read())!=-1){
bos.write(bytes,0,len);
}
bos.flush();
//回写数据
BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
bw.write("上传成功");
bw.newLine();
bw.flush();
//释放资源
socket.close();
ss.close();
}
}
这一期就到这里啦
努力遇见更好的自己！！！
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