网络编程

1.1 概述

计算机网络是指将位置不同的多台[计算机通过通信线路连接起来，实现资源共享和信息传递的计算机系统

1.2 网络通信的要素

ip和端口
网络通信协议(tcp/udp)

1.3 Ip地址（Internet Protocol）

定位唯一一台计算机
127.0.0.0:本机 localhost
ip地址的分类(ip4/ip6)
- ip4 四个字节组成 2011年用尽
- Ip6 通常写成8组，每组为四个十六进制数的形式非常多，基本用不完
```
CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020
1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B
2000:0:0:0:0:0:0:1
```
- 公网(互联网)/私网(局域网)
  - 192.168.xx.xx 这种类型的代表的就是私网
  - 其它类型 a.b.c.d 代表公网
- 域名:ip不方便记忆不能显示地址组织的名称和性质，人们设计出了域名，通过DNS将域名和Ip关联，方便访问

1.4 端口(port)

端口:计算机与外界通讯交流的出口

代表计算机上的某一个程序的进程
不同的进程有不同的端口，代表不同的程序
被规定0-65535中间
TCP UDP，单个协议下，端口互不冲突
端口分类
- 公有端口从0到1023
  - http:8080
  - ftp:21
  - https:443
- 程序注册端口1024~49151，分配给用户或程序
  - tomcat:8080
  - Mysql:3306
  - Oracle:1521
- 动态和/或私有端口 49152~65535

1.5 通信协议

通信协议：双方必须遵循的规则和约定。确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。

常见协议：

tcp/ip协议：传输控制协议/Internet协议，TCP/IP是由一组具有专业用途的多个子协议组合而成的，这些子协议包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等

tcp协议：打电话

一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议
连接稳定(一定会发送成功)
- 连接三次握手
- 断开四次挥手
分客户端、服务端
传输完成，断开连接，效率低

接收消息代码

    public static void main(String[] args) {try {//等待 接收消息ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1025);//等待服务连接Socket socket = serverSocket.accept();InputStream inputStream = socket.getInputStream();Scanner scanner = new Scanner(inputStream);while (scanner.hasNext()){System.out.print(scanner.next());}inputStream.close();socket.close();serverSocket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}

发送消息必须是服务端开启才能发送，否则

java.net.ConnectException: Connection refused: connectat java.net.DualStackPlainSocketImpl.connect0(Native Method)at java.net.DualStackPlainSocketImpl.socketConnect(DualStackPlainSocketImpl.java:79)at java.net.AbstractPlainSocketImpl.doConnect(AbstractPlainSocketImpl.java:350)at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connectToAddress(AbstractPlainSocketImpl.java:206)at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connect(AbstractPlainSocketImpl.java:188)at java.net.PlainSocketImpl.connect(PlainSocketImpl.java:172)at java.net.SocksSocketImpl.connect(SocksSocketImpl.java:392)at java.net.Socket.connect(Socket.java:589)at java.net.Socket.connect(Socket.java:538)at java.net.Socket.<init>(Socket.java:434)at java.net.Socket.<init>(Socket.java:244)at tcpDemo.TcpClientDemo1.main(TcpClientDemo1.java:12)Process finished with exit code 0

发送消息代码

    public static void main(String[] args) {try {//发送消息InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("localhost");Socket socket = new Socket(inetAddress, 1025);OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();outputStream.write("helloTcp".getBytes());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}

使用FTP实现文件上传

服务器代码(开启服务等待上传)

public static void main(String[] args) throws Exception {//创建服务ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1026);//监听客户端连接Socket socket = serverSocket.accept();//获取输入流InputStream is = socket.getInputStream();//输出文件FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("2.jpg"));byte[] buffer = new byte[1024];int len ;while ((len=is.read(buffer))!=-1){fos.write(buffer,0,len);}//告诉客户端接收到了文件OutputStream os = socket.getOutputStream();os.write("服务端收到了文件".getBytes());//关闭资源os.close();fos.close();is.close();socket.close();serverSocket.close();}

-客户端代码(上传文件，服务开启时才能上传成功)

  public static void main(String[] args) throws Exception {//创建连接Socket socket = new Socket("localhost",1026);//获取输出流OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();//读取文件FileInputStream fis=new FileInputStream(new File("1.jpg"));byte[] buffer =new byte[1024];int len;while ((len=fis.read(buffer))!=-1){outputStream.write(buffer,0,len);}//通知服务器 已经传输完毕socket.shutdownOutput();//文件发送完毕，接收服务端返回消息InputStream is = socket.getInputStream();ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer2 = new byte[1024] ;int len2;while ((len2=is.read(buffer2))!=-1){baos.write(buffer2,0,len2);}System.out.println("客户端：   "+baos.toString());//关闭资源fis.close();outputStream.close();socket.close();}

UDP协议：发短信

不连接不稳定(消息可能发送失败)
客户端服务端不明确

UDP实现消息发送

发送方代码（无论是否有人接收，都能发送成功）

public static void main(String[] args) throws Exception{DatagramSocket socket = new DatagramSocket(2222);while (true){BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String readLine = reader.readLine();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(readLine.getBytes(),0,readLine.getBytes().length,new InetSocketAddress("localhost",2233));socket.send(packet);if(readLine.equals("bye")){break;}}socket.close();}

接收方代码

public static void main(String[] args) throws  Exception{DatagramSocket socket = new DatagramSocket(2233);while (true){byte[] buffer = new byte[1024];DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);socket.receive(datagramPacket);byte[] data = datagramPacket.getData();String receiveStr = new String(data,0,data.length).trim();System.out.println(receiveStr);if(receiveStr.equals("bye")){break;}}socket.close();}

实现聊天

接收方

package udpDemo;import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class TaskReveive implements Runnable{private int reveivePort;private DatagramSocket socket;public TaskReveive(int reveivePort) {this.reveivePort = reveivePort;try {socket = new DatagramSocket(reveivePort);} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}}@Overridepublic void run() {while (true){try {byte[] buffer = new byte[1024];DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);socket.receive(datagramPacket);byte[] data = datagramPacket.getData();String receiveStr = new String(data,0,data.length).trim();System.out.println(receiveStr);if(receiveStr.equals("bye")){break;}}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}socket.close();}
}

发送方

package udpDemo;import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;public class TaskSender implements Runnable{private int sendPort;private String sendIp;private int myPort;private String myIP;public TaskSender(int sendPort, String sendIp, int myPort, String myIP) {this.sendPort = sendPort;this.sendIp = sendIp;this.myPort = myPort;this.myIP = myIP;}@Overridepublic void run(){try {DatagramSocket socket = new DatagramSocket(myPort);while (true){BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));String readLine = reader.readLine();InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(sendIp, sendPort);DatagramPacket packet = new DatagramPacket(readLine.getBytes(),0,readLine.getBytes().length,inetSocketAddress);socket.send(packet);if(readLine.equals("bye")){break;}}socket.close();}catch (Exception e){e.printStackTrace();}}
}

每人一个接收消息一个发送消息实现通信

package udpDemo;public class TaskStudent {public static void main(String[] args) {new Thread(new TaskSender(2233, "localhost", 2244, "localhost")).start();new Thread(new TaskReveive(3322)).start();}
}

package udpDemo;public class TestTeacher {public static void main(String[] args) {new Thread(new TaskSender(3322, "localhost", 3323,"localhost")).start();new Thread(new TaskReveive(2233)).start();}
}

1.6 面试题

说一下HTTP协议

HTTP协议:超文本传输协议，属于应用层协议，规定了客户端与服务端传输数据的格式；它是无状态的，对于前面传送过的信息没有记录；请求方式有GET,POST,HEAD,PUT,DELETE等等。

最主要的get,post方法；

get请求：数据会以URL的形式传输，对数据大小有一定的限制，安全性比较低，用于传输一些比较小，安全性要求低的数据；
post请求：数据是通过数据包的形式传输，比较安全，用于传输比较大的，对于安全性要求较高的数据；

HTTP转态码：状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别:

  1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受200 OK                        //客户端请求成功3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现400 Bad Request               //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解401 Unauthorized              //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 403 Forbidden                 //服务器收到请求，但是拒绝提供服务404 Not Found                 //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求500 Internal Server Error     //服务器发生不可预期的错误503 Server Unavailable        //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常

Tcp/Udp的区别
- 基于连接与无连接
- TCP要求系统资源较多，UDP较少； (原因是tcp需要保持连接，udp不需要)
- UDP程序结构较简单
- 流模式（TCP）与数据报模式(UDP);
- TCP保证数据正确性，UDP可能丢包 (原因是tcp连接时发送，udp无连接，接收方无连接时可能会丢包)
- TCP保证数据顺序，UDP不保证
1. tcp建立连接和断开连接

建立连接(三次握手) 双方都确认准备完毕开始发送
- 主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”这是第一次对话
- 主机B向主机A发送同意连接和要求同步:可以，你什么时候发？”
- 主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”
三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。
断开连接(四次挥手)
- 关闭方（可以是客户端也可以是服务端）发送一个包，表示自己没有要发送的数据了，这个时候开始等待被关闭方返回的消息
被关闭方接收到了关闭方发送的报文以后，也会发送数据包，告诉关闭方，他收到了关闭方发送的关闭连接的请求，但是这个时候，服务端可能还有没有发送的数据，这个时候可以发送数据。
- 被关闭方告诉关闭方，它数据发送完成，它也要关闭了
关闭方，告诉被关闭方，它知道了。

为什么要4次挥手？
- 确保数据能够完整传输。
- 当被动方收到主动方的FIN报文通知时，它仅仅表示主动方没有数据再发送给被动方了。
- 但未必被动方所有的数据都完整的发送给了主动方，所以被动方不会马上关闭SOCKET,它可能还需要发送一些数据给主动方后，
- 再发送FIN报文给主动方，告诉主动方同意关闭连接，所以这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。

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