目录

1.网络编程概述

2.应用软件架构

3.网络编程三要素-IP地址

4.网络编程三要素-端口与协议

5.UDP通信程序

6.TCP通信程序

1.网络编程概述

• 1.1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

• 1.2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

2.应用软件架构

• 2.1B/S架构优缺点
  • 1.不需要开发客户端，只需要开发服务端（适合移动互联网应用）
  • 2.用户不需要下载，打开浏览器就能使用
  • 3.如果应用过大，用户体验会受到影响

• 2.2C/S架构优缺点
  • 1.画面可以做的非常精美，用户体验好（适合定制专业化的办公类软件）
  • 2.需要开发客户端，也需要开发服务端
  • 3.用户需要下载和更新的时候太麻烦

3.网络编程三要素-IP地址

• 3.1概念
  • 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

• 3.2分类
  • 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。
    点分十进制表示法：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。
  • IPv6：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

• 3.3DOS常用命令
  • ipconfig：查看本机IP地址
  • ping IP地址：检查网络是否连通

• 3.3特殊IP地址
  • 127.0.0.1：回送地址，可以代表本机地址，一般用来测试使用

• 3.4InetAddress类
  InetAddress：此类表示Internet协议（IP）地址
  • 1.相关方法
    • 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
      InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.66");
    • String getHostName()
      获取此IP地址的主机名
      String name = address.getHostName();
    • String getHostAddress()
      返回文本显示中的IP地址字符串
      String ip = address.getHostAddress();

4.网络编程三要素-端口与协议

• 4.1端口：设备上应用程序的唯一标识

• 4.2端口号：
  • 用两个字节表示的整数，它的取值范围是0~65535。其中，0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败

• 4.3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

  

• 4.4UDP协议
  • 用户数据报协议(User Datagram Protocol)
  • UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。（发送端不会确认接收端是否存在）
  • 由于使用UDP协议消耗系统资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输
  • 由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议

• 4.5TCP协议
  • 传输控制协议 (Transmission Control Protocol)
  • TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。每次连接的创建都需要经过“三次握手”
  • 三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠
    • 第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认
    • 第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求
    • 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接
  • 完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛。例如上传文件、下载文件、浏览网页等

5.UDP通信程序

• 5.1UDP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
    • DatagramSocket()
      创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的任何可用端口
    • DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)
      创建数据包,发送长度为len的数据包到指定主机的指定端口
  • 相关方法
    • void send(DatagramPacket p)
      发送数据报包
    • void close()
      关闭数据报套接字
    • void receive(DatagramPacket p)
      从此套接字接受数据报包
      注意：这一方法是阻塞的，程序执行到这一步的时候，会在这里死等，等待发送端发送消息
  • 发送数据的步骤
    • 1.创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
    • 2.创建数据，并把数据打包
    • 3.调用DatagramSocket对象的方法发送数据
    • 4.关闭发送端
  • 5.2UDP接收数据
    • 构造方法
      • DatagramSocket(int port)
        创建数据报套接字并将其绑定到本机地址上的指定可用端口
        注意：其中port端口需要和发送端所指定的端口相同才能接收（数据包中参数中的端口）
      • DatagramPacket(byte[] buf, int len)
        创建一个DatagramPacket用于接收长度为len的数据包
    • 解析数据包DatagramPacket相关方法
      • byte[] getData()
        返回数据缓冲区（发送的数据的二进制表示）
      • int getLength()
        放回要发送的数据的长度或者接收的数据长度
      • InetAddress getAddress()
        返回发送端的IP地址
      • int getPort()
        返回发送端的端口号（数据包套字节所绑定的端口）

• 5.3UDP三种通讯方式
  • 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（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）
    • 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（广播地址：255.255.255.255）
  • UDP组播实现步骤
    接收端的参数与发送端的参数相对应着看
    • 发送端：
      • 1.创建发送端的Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ds = new MulticastSocket();
      • 2.创建数据，并把数据打包(DatagramPacket)
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
      • 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)
        ds.send(dp);
      • 4.释放资源
        ds.close();
    • 接收端：
      • 1.创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(port);
      • 2.创建一个箱子,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
      • 3.把当前计算机绑定一个组播地址
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName(address);
      • 4.将数据接收到箱子中
        ms.receive(dp);
      • 5.解析数据包,并打印数据
        System.out.println(new String(data,0,length));
      • 6.释放资源
        ms.close();
  • UDP广播实现步骤
    • 发送端
      • 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
      • 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        其中InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
      • 发送数据
        ds.send(dp);
      • 释放资源
        ds.close();
    • 接收端
      • 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(port);
      • 创建一个数据包，用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
      • 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(new String(data,0,length));
      • 关闭接收端
        ds.close();

6.TCP通信程序

• 6.1TCP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
    • Socket(InetAddress address,int port)
      创建流套接字并将其连接到指定IP指定端口号
    • Socket(String host, int port)
      创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
  • 相关方法
    • InputStream getInputStream()
      返回此套接字的输入流
    • InputStream getInputStream()
      返回此套接字的输出流
  • 示例代码

    

• 6.2TCP接收数据
  • 构造方法
    • ServletSocket(int port)
      创建绑定到指定端口的服务器套接字
  • 相关方法
    • Socket accept()
      监听要连接到此的套接字并接受它
  • 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
  • 三次握手与四次挥手
    • 三次握手

      

    • 四次挥手

      

    • 示例代码

      

• 6.3TCP中文传输
  • 发送端

    

  • 接收端