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网络编程

一、概述

1、网络模型

1、OSI参考模型

2、TCP/IP参考模型

网络模型的七层概述：

物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。

数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。

网络层：主要将从下层接收到的数据进行IP地址（例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。

传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。

会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）。

表示层：主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西（如图片、声音等）。

应用层：主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载），WEB（IE浏览），QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西．就是终端应用）。

一般来说开发处于传输层和网际层，应用层为：FTP和HTTP协议等，传输层为：UDP和TCP等，网际层为：IP。

通常用户操作的是应用层，而编程人员需要做的是传输层和网际层，用户在应用层操作的数据，经过逐层封包，最后到物理层发送到另一个模型中，再进行逐层解包。

图示为：

2、网络通讯要素

1、IP地址。IP就是电脑的地址，

2、端口号。端口号用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识；端口号其实就是应用程序的地址

3、传输协议

特殊IP ：

172.0.0.1 本地回环地址。

172.192.1.255 代表这个网路段中的广播地址

172.192.1.0 代表一个网络地址

一般情况下的端口：范围0——65535任选，但是0——1024被系统的程序所保留

常见的端口：web服务端口80；数据库端口3306

常见的协议：UDP协议，TCP协议

IP地址:InetAddress网络中设备的标识

3、InetAddress类

3.1、InetAddress类无构造函数；存在于java.net包。

3.2、常用方法

static InetAddressgetLocalHost() 返回本地主机的名称和IP地址

static InetAddressgetByName(String host) 获取给定主机的IP地址

static InetAddressgetAllByName(String host) 获取给定主机的所有IP地址

StringgetHostAddress() 返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。

String getHostName() 获取此 IP 地址的主机名。

3.3、常见异常

SocketException BindException

SecurityException UnknownHostException

IOException

3.4、如何获取任意一台主机的IP地址对象：

1）功能：返回InetAddress对象

2）对于任意主机，需要指定传入主机名的参数

注意：如果IP地址和对应的主机名，这种映射关系没有在网络上，就不会解析成功，返回的还是指定的IP。

4、传输协议UDP和TCP

4.1、UDP

UDP是面向无连接，明确了对方的端口，无论对方在不在网上，只管传输，不在就会丢失数据。只求速度，应用于网络视频会议和聊天等应用程序中。

特点：

1、每个数据包的大小在限制在64k内。

2、因为无连接，所以是不可靠协议。

3、因为不需要建立连接，所以速度快。

4.2、TCP

TCP是面向连接的，必须连接成功才能传输数据，一般应用于下载等程序上。

特点：

1、通过三次握手完成连接，是可靠协议

2、在连接中进行大数据量传输

3、必须建立连接，效率会稍低

注：三次握手：第一次本方发送请求，第二次对方确认连接，第三次本方再次确认连接成功。

二、传输协议

1、Socket

1、Socket被称之为插座，是网络服务提供的一种机制。

2、通信两端都要有Socket，才能建立服务。

3、网络通信其实就是Socket间的通信。数据在两个Socket间通过IO传输。

2、UDP具体应用

2.1、DatagramSocket类常用方法

构造函数：

DatagramSocket()

DatagramSocket(int port)

方法：

DatagramSocket send(DatagramPacket e);

DatagramSocket receive(DatagramPacket e); 阻塞式方法

Void close()

2.2、DatagramPacket类常用方法

构造函数：

DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address, int port)

DatagramPacket(byte[] buf,int length)

方法：

int getLength(); 返回将要发送或接收到的数据的长度

byte[] getData(); 返回数据缓冲区

2.3、发送步骤

1，建立updsocket服务。

2，提供数据，并将数据封装到数据包中。

3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。

4，关闭资源。

代码示例：

2.4、接收步骤

1，定义udpsocket服务。通常会监听一个端口。其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识。方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。

2，定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据。因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。

3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。

4，通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。

5，关闭资源。

代码示例：

UDP小练习

1、在发送端通过键盘写入数据，然后在接收端显示出来

2、编写一个聊天程序

代码示例：

3、TCP具体应用

3.1、客户端常用方法(Socket类)

构造函数：

Socket(String host,int port) 创建流套接字并连接到指定主机上的指定端口号。

常用方法：

voidclose() 关闭此套接字。

InetAddress getInetAddress()返回套接字连接的地址。

InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。

OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。

voidshutdownInput() 此套接字的输入流置于“流的末尾”。

void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。

3.2、服务端常用方法(ServerSocket类)

构造函数：

ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字。

常用方法：

Socketaccept()侦听并接受到此套接字的连接。

voidclose() 关闭此套接字。

InetAddressgetInetAddress()返回此服务器套接字的本地地址。

3.3、客户端具体步骤

1，建立socket服务。指定要连接主机和端口。

2，获取socket流中的输出流。将数据写到该流中。通过网络发送给服务端。

3，获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印。

4，关闭客户端资源。

代码示例：

3.4、服务端具体步骤

1，建立服务端的socket服务。ServerSocket(); 并监听一个端口。

2，获取连接过来的客户端对象。通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法阻塞式的。

3，客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据。并打印在控制台。

4，关闭服务端。（可选）

代码示例：

TCP练习

1、需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转成大写再返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。

2、复制文件，通过客户端将目标文件传到服务端；

3、上传文件，通过客户端将目标图片传到服务端；

4、多客户并发上传文件，通过客户端将目标图片传到服务端；

5、多客户并发登陆

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黑马程序员——java基础---网络编程

一、概述

1、网络模型

2、网络通讯要素

3、InetAddress类

4、传输协议UDP和TCP

二、传输协议

1、Socket

2、UDP具体应用

UDP小练习

3、TCP具体应用

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