【网络编程】Socket网络编程基础
文章目录
- 网络编程概述
- Socket与TCP UDP
- Socket TCP演示
- 报文段
- 协议
- Mac地址
- IP、端口、远程服务器
- IPv4
- IPv6
- 端口
- 远程服务器
网络编程概述
什么是网络编程
网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收
通过操作相应Api调度计算机硬件资源,并利用传输管道(网线)进行数据交换的过程
更为具体的涉及:网络模型、套接字、数据包
网络模型 – 对应关系
具体细节看一看我的 专栏《计算机网络》
Socket与TCP UDP
关于Socket
简单来说是IP地址与端口的结合协议(RFC793)
一种地址与端口的结合描述协议
TCP/IP协议的相关API的总称;是网络Api的集合实现
涵盖了:Stream Socket/Datagram Socket
Socket的作用与组成
在网络传输中用于唯一标示两个端点之间的链接
端点:包括(IP+Port)
4个要素:客户端地址、客户端端口、服务器地址、服务器端口
Socket 传输原理
Socket – TCP
TCP是面向连接的通信协议
通过三次握手建立连接,通讯完成时要拆除连接
由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯
Socket – UDP
UDP是面向无连接的通讯协议
UDP数据包括目的端口号和源端口号信息
由于通讯不需要连接,所以可以实现广播发送,并不局限于端到端
TCP 传输
UDP传输
Client-Server Application
TCP/IP协议中,两个进程间通信的主要模式为:CS模型
主要目的:协同网络中的计算机资源、服务模式、进程间数据共享
常见的:FTP、SMTP、HTTP
Socket TCP演示
构建TCP客户端、服务端
客户端发送数据
服务器读取数据并打印
创建一个默认文件夹
服务器端
Server.java
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(2000); //服务器准备就绪System.out.println("服务器准备就绪!");System.out.println("服务器信息:"+server.getInetAddress()+" p: "+server.getLocalPort());//等待客户端连接while (true){Socket client = server.accept(); //监听连接到一个客户端//客户端构建异步线程ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);//启动线程clientHandler.start();}}//客户端消息处理private static class ClientHandler extends Thread{private Socket socket;private boolean flag = true;ClientHandler(Socket socket){this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {super.run();System.out.println("新客户端连接:"+ socket.getInetAddress() + " p"+socket.getPort()); //客户端的try {//得到打印流,用于数据输出;服务器回送数据使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());//得到输入流,用于接收数据BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));do{//客户端拿出一条数据String str = socketInput.readLine();if("bye".equalsIgnoreCase(str)){flag = false;//回送socketOutput.println("bye");}else {//打印到屏幕 并回送数据长度System.out.println(str);socketOutput.println("回送:"+str.length());}}while (flag);//打印到屏幕。 并回送数据长度socketInput.close();socketOutput.close();} catch (IOException e) {System.out.println("连接异常断开");e.printStackTrace();} finally {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("客户端已退出" + socket.getInetAddress() +" port:"+socket.getPort());}}
}
Client.java
import java.io.*;
import java.net.*;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket();//超时时间socket.setSoTimeout(3000);//连接本地 端口号2000 超时时间是3000mssocket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(),2000),3000);// public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)//socket地址 = ip + 端口号System.out.println("已发起服务器连接,并进入后续流程~~~");System.out.println("客户端信息:"+socket.getLocalAddress()+" port:"+socket.getLocalPort());System.out.println("服务器信息"+socket.getInetAddress()+" port:"+socket.getPort());try {todo(socket); //发送接收数据}catch (Exception e){System.out.println("异常退出");}socket.close();System.out.println("客户端已退出");}private static void todo(Socket client) throws IOException {InputStream in = System.in; //键盘输入流BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));//得到Socket输出流 并转换为打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);//得到Socket输入流 并转换为BufferedReaderInputStream inputStream = client.getInputStream();BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));boolean flag = true;do{//读取一行String string = input.readLine();//发送到服务器socketPrintStream.println(string);//从服务器读取一行String echo = socketBufferedReader.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)){flag = false;}else {System.out.println(echo);}}while (flag);//释放资源socketBufferedReader.close();socketPrintStream.close();}
}
启动服务器端(服务器端窗口)
启动客户端(客户端窗口)
服务器端窗口 变化:
在客户端窗口 输入“Hello”
服务器端变化
输入bye
重新运行客户端 服务器端又会接入新的连接
按过程分析:
最初的时候,准备服务器
ServerSocket server = new ServerSocket(2000); //服务器准备就绪
关于ServerSocket类 查阅API
再看看它的构造方法:
加上端口之后 我们的服务器套接字就完成了
System.out.println("服务器准备就绪!");System.out.println("服务器信息:"+server.getInetAddress()+" p: "+server.getLocalPort());
接着 我们打印了一些相关的信息 来探究这个过程中发生了什么 我们需要关注ServerSocket类 的方法
当然这一步并不是必要的,这里只是演示需要
重要的是 服务器套接字完成之后,需要等待客户端连接 这里就需要去监听来自客户端连接的消息了 就是下面的内容
Socket client = server.accept(); //监听连接到一个客户端//客户端构建异步线程
它的返回值 是Socket (客户端套接字)
我们来看看 Socket类的情况
下面转入客户端的情况
Socket socket = new Socket();//超时时间socket.setSoTimeout(3000);
首先建立起Socket的实现类 socket
此时的socket类 还没有相关的配置信息
我们为它设置去连接客户端的超时时间 单位是毫秒
下面配置连接的情况
//连接本地 端口号2000 超时时间是3000mssocket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(),2000),3000);// public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)
关于SocketAddress
它是一个抽象类
我们来看它的直接子类 也就是我们new出来的东西:
关注它的构造方法:
我们通过它们 实现与服务器的连接
//socket地址 = ip + 端口号System.out.println("已发起服务器连接,并进入后续流程~~~");System.out.println("客户端信息:"+socket.getLocalAddress()+" port:"+socket.getLocalPort());System.out.println("服务器信息"+socket.getInetAddress()+" port:"+socket.getPort());
下面我们打印 演示的信息
演示中 我们在控制台输入字符串,非bye的话 服务器接收并且进行打印
我们看看我们这边的处理方式
InputStream in = System.in; //键盘输入流BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
键盘输入流 转成缓冲流
//得到Socket输出流 并转换为打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);
得到Socket输出流 并转换为打印流 打印输出流的流向和该套接字一样
//读取一行String string = input.readLine();//发送到服务器socketPrintStream.println(string);
接下来读取自己在控制台输入的字符串
发送到服务器
服务器接收客户端的消息
//得到打印流,用于数据输出;服务器回送数据使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());//得到输入流,用于接收数据BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
得到打印流 然后转换成缓冲流
接着读取消息
//客户端拿出一条数据String str = socketInput.readLine();if("bye".equalsIgnoreCase(str)){flag = false;//回送socketOutput.println("bye");}else {//打印到屏幕 并回送数据长度System.out.println(str);socketOutput.println("回送:"+str.length());}
我们打印到控制台 然后可以给客户端回复消息
剩下的就基本上没什么好解释的了。
报文段
报文段是指TCP/IP协议网络传输过程中,起着路由导航作用
用以查询各个网络路由网段、IP地址、交换协议等IP数据包
报文段充当整个TCP/IP协议数据包的导航路由功能
报文在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输
封装方式就是添加一些控制信息组成的首部,即报文头
协议
传输协议
协议顾名思义,一种规定,约束
约定大于配置,在网络传输中依然适用;网络的传输流程是健壮的稳定的,得益于基础的协议构成
简单来说:A->B的传输数据,B能识别,反之B->A的传输数据A也能识别,这就是协议
Mac地址
Media Access Control或者Medium Access Control
意译为媒体访问控制,或称为物理地址、硬件地址
用来定义网络设备的位置
形如:44-45-53-54-00-00;与身份证类似
IP、端口、远程服务器
IPv4
IP互联网协议地址(英语:Internet Protocol Address,又译为网际协议地址),缩写为IP地址(英语:IP Address)
是分配给网络上使用网际协议(英语:Internet Protocol,IP)的设备的数字标签
常见的IP地址分为IPv4与IPv6两大类
IP地址由32位二进制数组成,常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表现,每组XXX代表小于或等于255的10进制数 如:208.80.152.2
如果主机号是全1,那么这个地址为直接广播地址
IP地址“255.255.255.255”为受限广播地址
IPv6
总共有128位长,IPV6地址的表达形式,一般采用32个十六进制数。
也可以想象为1632个
由两个逻辑部分组成:一个64位的网络前缀和一个64位的主机地址,主机地址通常根据物理地址自动生成,叫做EUI-64(或者64-位扩展唯一标识) 比如:2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344
IPv4转换为IPv6一定可行,IPv6转换为IPv4不一定可行
端口
如果把IP地址比作一间房子,端口就是出入这间房子的门或者窗户
在不同门窗户后有不同的人,房子中的用户与外界交流的出口
外界鸽子(信息)飞到不同窗户也就是给不同的人传递信息
0到1023号端口以及1024到49151号端口都是特殊端口
特殊端口号
计算机之间依照互联网传输层TCP/IP协议的协议通信,不同的协议都对应不同的端口
49152到65535号端口属于“动态端口”范围,没有端口可以被正式地注册占用
传输层次
这里仅仅是简单复习
关于报文的情况 打算写一篇博文 全面讲解这些东西
远程服务器
局域网:一般而言,家里的环境以及公司相互电脑之间环境都属于局域网
我与你们的电脑之间属于互联网,而非局域网
默认的:我的电脑无法直接链接到你们的电脑
Web请求流程
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