网络编程 - 概述、网络编程要素、IP和端口号、网络协议、TCP、UDP、URL

网络编程
- 1 网络编程概述
- 2 网络通信要素概述
- 3 通信要素1：IP和端口号
- - 3.1 内容
  - 3.2 InetAddress类
  - - 3.2.1 概述
    - 3.2.2 方法
    - 3.2.3 代码实例
- 4 通信要素2：网络协议
- - 4.1 内容
  - 4.2 TCP/IP协议簇
  - 4.3 TCP和UDP
  - 4.4 TCP三次握手和四次挥手
  - 4.5 Socket
- 5 TCP网络编程
- - 5.1 基于Socket的TCP编程
  - 5.2 代码实例
  - 5.3 例题
  - 5.4 练习
- 6 UDP网络编程
- - 6.1 内容
  - 6.2 常用方法
  - 6.3 代码实例
- 7 URL编程
- - 7.1 URL类内容
  - 7.2 URL类构造器
  - 7.3 URL类常用方法
  - 7.6 代码实例
  - 7.5 针对HTTP协议的URLConnection类
  - 7.6 URI、URL和URN的区别
- 8 小结

网络编程

1 网络编程概述

网络编程中有两个主要的问题：
- 如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
- 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输
网络编程中的两个要素：
- 对应问题一：IP和端口号
- 对应问题二：网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）

2 网络通信要素概述

3 通信要素1：IP和端口号

IP：Internet Protocol

3.1 内容

通信要素一：IP和端口号

IP：唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
在Java中使用InetAddress类代表IP
IP分类：IPv4 和 IPv6；万维网和局域网
域名：www.baidu.com
本地回路地址：127.0.0.1

对应着：localhost
如何实例化InetAddress（无构造器）：
- 两个获取InetAddress实例方法：
  - public static InetAddress getByName(String host)
  - public static InetAddress getLocalHost()
- 两个常用方法：
  - public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名【域名】
  - public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）【IP地址】
端口号：正在计算机上运行的进程

要求：不同进程有不同的端口号

范围：被规定维一个16位的整数0~65535
端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

3.2 InetAddress类

3.2.1 概述

3.2.2 方法

3.2.3 代码实例

public class InetAddressTest {public static void main(String[] args) {try {//File file = new File("hello.txt");InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");System.out.println(inet1);InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.wumiaojie.com");System.out.println(inet2);InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");System.out.println(inet3);//获取本机IPInetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();System.out.println(inet4);//getHostName()//获取此IP地址的主机名System.out.println(inet2.getHostName());//getHostAddress()//返回IP地址字符串System.out.println(inet2.getHostAddress());} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();}}}

4 通信要素2：网络协议

4.1 内容

4.2 TCP/IP协议簇

4.3 TCP和UDP

4.4 TCP三次握手和四次挥手

三次握手

客户端：你好，我是吴

服务端：你好，我知道你是吴，我是王

客户端：你好，我知道你知道我是吴，我是吴
UDP：（可用于视频直播）

导弹全部一次性多量发送，被拦截率低，不管有没有打中

一般是客户端主动断开连接

客户端：我现在想断开连接了

服务端：我接受到你想断开连接的信息了

服务端：我现在已经断开连接了

客户端：发个信息确认是否断开【有没有后话，无则断开了】

4.5 Socket

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

5 TCP网络编程

5.1 基于Socket的TCP编程

5.2 代码实例

客户端岛

服务器岛

客户端岛生产了一些产品想卖给服务器岛

于是客户端岛整了一小船（Socket），船里装东西

船有运送的目的，即服务器岛（IP）

服务器岛有多个港口（ServerSocket），船要停在哪里，就需要只能具体的港口号码（端口号）

package com.wmiao.java;import org.junit.Test;import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;/*** @author wmiao* @version 1.0* @description: 实现TCP的网络编程* 客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上* @date 2020/9/3 0:02*/public class TCPTest1 {//客户端@Testpublic void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;try {//1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");socket = new Socket(inet, 8899);//2.获取一个输出流，用于输出数据os = socket.getOutputStream();//3.写出数据的操作os.write("你好啊".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//4.资源的关闭if (os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}//服务器@Testpublic void server(){ServerSocket ss = null;Socket socket = null;InputStream is = null;ByteArrayOutputStream baos = null;try {//1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号ss = new ServerSocket(8899);//2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socketsocket = ss.accept();//3.获取输入流is = socket.getInputStream();//不建议这样写，可能有乱码
//        byte[] buffer = new byte[1024];
//        int len;
//        while ((len = is.read(buffer)) != -1){//            String str = new String(buffer,0,len);
//            System.out.println(str);
//        }//4.读取输入流中的数据baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer = new byte[5];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1){baos.write(buffer,0,len);//写到了ByteArrayOutputStream类里面的数组，不足会扩容}System.out.println(baos.toString());//获取客户端发送者信息//System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//5.关闭资源if (baos != null) {try {baos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

服务端获取客户端发送者信息

//获取客户端发送者信息
System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");

5.3 例题

package com.wmiao.java;import org.junit.Test;import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;/*** @author wmiao* @version 1.0* @description: 例题2：客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地* @date 2020/9/3 1:26*/public class TCPTest2 {//客户端@Testpublic void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;FileInputStream fis = null;try {//1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8899);//2.获取一个输出流，用于输出数据os = socket.getOutputStream();//3.创建一个输入流对象，用于从硬盘读入文件到内存fis = new FileInputStream(new File("爱情与友情.jpg"));//4.文件读入操作 + 文件传输服务端操作byte[] buffer = new byte[20];int len;while ((len = fis.read(buffer)) != -1){os.write(buffer,0,len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//5.资源的关闭if (fis != null) {try {fis.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}//服务器@Testpublic void server(){ServerSocket ss = null;Socket socket = null;InputStream is = null;FileOutputStream fos = null;try {//1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号ss = new ServerSocket(8899);//2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socketsocket = ss.accept();//3.获取输入流is = socket.getInputStream();//4.创建一个输出流，用于从内存将文件保存到硬盘fos = new FileOutputStream(new File("爱情与友情1.jpg"));//5.读取输入流中的数据 + 将数据通过FileOutputStream流保存到硬盘byte[] buffer = new byte[20];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1){fos.write(buffer,0,len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//6.资源的关闭if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}}

package com.wmiao.java;import org.junit.Test;import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;/*** @author wmiao* @version 1.0* @description: 例题三：从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给* 客户端。并关闭相应的连接* @date 2020/9/3 2:10*/public class TCPTest3 {//客户端@Testpublic void client() {Socket socket = null;OutputStream os = null;FileInputStream fis = null;InputStream is = null;ByteArrayOutputStream baos = null;try {//1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8899);//2.获取一个输出流，用于输出数据os = socket.getOutputStream();//3.创建一个输入流对象，用于从硬盘读入文件到内存fis = new FileInputStream(new File("爱情与友情.jpg"));//4.文件读入操作 + 文件传输服务端操作byte[] buffer = new byte[20];int len;while ((len = fis.read(buffer)) != -1){os.write(buffer,0,len);}/*重要：这里要告诉服务器端传输数据结束的指示socket.shutdownOutput();*///关闭数据的输出socket.shutdownOutput();//5.客户端接收服务器端的反馈：“发送成功”// 接受来自于服务器端的数据，并显示到控制台上is = socket.getInputStream();baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buffer2 = new byte[20];int len2;while ((len2 = is.read(buffer2)) != -1){baos.write(buffer2,0,len2);}System.out.println(baos.toString());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//6.资源的关闭if (fis != null) {try {fis.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (baos != null) {try {baos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}//服务器@Testpublic void server(){ServerSocket ss = null;Socket socket = null;InputStream is = null;FileOutputStream fos = null;OutputStream os = null;try {//1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号ss = new ServerSocket(8899);//2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socketsocket = ss.accept();//3.获取输入流is = socket.getInputStream();//4.创建一个输出流，用于从内存将文件保存到硬盘fos = new FileOutputStream(new File("爱情与友情3.jpg"));//5.读取输入流中的数据 + 将数据通过FileOutputStream流保存到硬盘byte[] buffer = new byte[20];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1){fos.write(buffer,0,len);/*重要：is.read(buffer)是一个阻塞式的方法【没有明确告诉我，我就不会退出循环】*/}//6.服务器端给客户端反馈：“发送成功”os = socket.getOutputStream();os.write("你好，图片我已经收到，发送成功".getBytes());} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {//7.资源的关闭if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (ss != null) {try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (socket != null) {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (os != null) {try {os.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

5.4 练习

6 UDP网络编程

6.1 内容

6.2 常用方法

6.3 代码实例

package com.wmiao.java;import org.junit.Test;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;/*** @author wmiao* @version 1.0* @description: TODO* @date 2020/9/3 2:52*/public class UDPTest {//发送端@Testpublic void sender(){DatagramSocket socket = null;try {socket = new DatagramSocket();String str = "我是UDP方式发送的导弹";byte[] data = str.getBytes();InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,8899);socket.send(packet);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (socket != null) {socket.close();}}}//接收端@Testpublic void receiver(){DatagramSocket socket = null;try {socket = new DatagramSocket(8899);byte[] buffer = new byte[100];DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);socket.receive(packet);System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (socket != null) {socket.close();}}}}

7 URL编程

7.1 URL类内容

7.2 URL类构造器

7.3 URL类常用方法

7.6 代码实例

package com.wmiao.java;import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;/*** @author wmiao* @version 1.0* @description: TODO* @date 2020/9/3 3:17*/public class URLTest {public static void main(String[] args) {try {URL url = new URL("http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=shkstart&password=123");//public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名System.out.println("getProtocol() :"+url.getProtocol());//public String getHost( ) 获取该URL的主机名System.out.println("getHost() :"+url.getHost());//public String getPort( ) 获取该URL的端口号System.out.println("getPort() :"+url.getPort());//public String getPath( ) 获取该URL的文件路径System.out.println("getPath() :"+url.getPath());//public String getFile( ) 获取该URL的文件名System.out.println("getFile() :"+url.getFile());//public String getQuery( ) 获取该URL的查询名System.out.println("getQuery() :"+url.getQuery());} catch (MalformedURLException e) {e.printStackTrace();}}
}

7.5 针对HTTP协议的URLConnection类

package com.wmiao.java;import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;/*** @author 吴淼杰* @version 1.0* @description: TODO* @date 2020/9/3 3:32*/public class URLTest1 {public static void main(String[] args) {HttpURLConnection urlConnection = null;InputStream is = null;FileOutputStream fos = null;try {URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();urlConnection.connect();is = urlConnection.getInputStream();fos = new FileOutputStream("day10\\beaty.jpg");byte[] buffer = new byte[1024];int len;while ((len = is.read(buffer)) != -1){fos.write(buffer,0,len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if (is != null) {try {is.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (fos != null) {try {fos.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if (urlConnection != null) {urlConnection.disconnect();}}}
}

7.6 URI、URL和URN的区别

8 小结

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