Java网络编程入门

news2024/10/6 20:38:06

1 网络编程入门

1.1 网络编程概述

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
网络编程：在网络通信协议下，实现网络互连的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换

1.2 网络编程三要素

IP地址

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

端口

网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网络通信时,如何区分这些应用程序呢?如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识

协议

通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守-定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车-定要遵守交通规则一样。在计算机网络中,这些连接和通信的规则被称为网络通信协议,它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定, 通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议

1.3 IP地址

IP地址：是网络中设备的唯一标识
IP地址分为两大类
- 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P地址长32bit,也就是4个字节。例如一个采用I进制形式的IP地址是11000000 101010000000001 01000010" ,这么长的地址，处理起来也太费劲了。为了方便使用，IP地址经常被写成+进制的形式，中间使用符号"分隔不同的字节。于是，. 上面的IP地址可以表示为"192168. 1.66" . IP地址的这种表示法叫做"盼+进制表示法”, 这显然比1和0容易记忆得多
- IPv6：由于互联网的蓬勃发展, IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源有限，使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间，通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节-组，分成8组十六进制数，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题
常用命令：
- ipconfig: 查看本机P地址
- ping IP地址:检查网络是否连通
特殊IP地址127.0.0.1：是回送地址,可以代表本机地址，一般用来测试使用

1.4 InetAddress的使用

为了方便我们对IP地址的获取和操作, Java提供了一个类InetAddress供我们使用
InetAddress：此类表示Internet协议(IP) 地址
导包：import java.net.InetAddress

方法名	说明
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

范例

package test;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        //1,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("YM");
        InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.128.1"); //推荐使用
        System.out.println(address); //YM/192.168.128.1

        //2,String getHostName() 	获取此IP地址的主机名
        String hostName = address.getHostName();
        System.out.println(hostName); //YM

        //3,String getHostAddress() 	返回文本显示中的IP地址字符串
        String hostAddress = address.getHostAddress();
        System.out.println(hostAddress); //192.168.128.1
    }
}

1.5 端口

端口：设备上应用程序的唯一标识
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

1.6 协议

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

UDP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。简单来说，当一台计算机向另外-台计算机发送数据时,发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议消耗资源小，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
例如视频会议通常采用UDP协议, 因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生大影响。但是在使用UDP协议传送数据时，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

TCP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。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，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