网络编程

蜡笔小新丶henry
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本文已参与「新人创作礼」活动,一起开启掘金创作之路。

网络编程

1.1、概述

计算机网络：

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。

网络编程的目的：

传播交流信息（无线电台）：数据交换，通信。

想要达到这个效果需要什么：

  1. 如何准确地定位网络上的一台主机：IP地址和端口，定位到这个计算机上的某些资源
  2. 找到了主机。怎么传输数据？

javaweb: 网页编程 B/S

网络编程： TCP/IP C/S

1.2、网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：

  • ip
  • 端口号

规则：网络通信协议

TCP/IP参考模型：

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小结

  1. 网络编程中有两个主要的问题

    • 如何准确的定位到网络上的一台或者多台主机
    • 找到主机之后如何进行通信

  2. 网络编程中的要素

    • IP和端口号
    • 网络通信协议：UDP,TCP

  3. 万物皆对象

1.3、IP

ip地址：InterAddress

  • 唯一定位一台网络上的计算机

  • 127.0.0.1：本机，localhost（C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 可以更改名称）

  • ip地址分类

    • IPv4 / IPv6

      • IPV4：==127.0.0.1，四个字节组成。0 ~ 255， 42亿~；30亿都在北美，亚洲4亿。2001年就用尽了；
      • *IPV6：*fe80::755f:fc6c:2ebc:b6e6%18，128位。8个无符号整数！可以给地球上每粒沙子分配；
               2001:0bb2:aaaa:0015:0000:0000:1aaa:1312

    • 公网（互联网） / 私网（局域网）

      • ABCD类地址
      • 192.168.xx.xx，专门给组织内部使用

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练习：InetAddress类的常用方法

 //获取网站ip地址
 InetAddress address = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
 System.out.println(address);
 ​
 //常用方法
 System.out.println(address.getHostAddress()); // ip地址（常用）
 System.out.println(address.getAddress()); //返回原生地址，没什么用
 System.out.println(address.getCanonicalHostName()); //规范的名字
 System.out.println(address.getHostName()); //域名（或者本机电脑的名字）
 ​

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程；

  • 不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！
  • 被规定0 ~ 65535（电脑最多跑的进程数）
  • TCP，UDP：65535 * 2 ，单个协议下，端口号不能冲突（tcp:80 udp:80可以）

分类：

  • 公有端口 0~1023

    • HTTP：80
    • HTTPS：443
    • FTP：21
    • Telent：23

  • 程序注册端口：1024~49151，分配给用户或者程序

    • Tomcat：8080，MySQL：3306，Oracle：1521

  • 动态、私有：49152~65535

 netstat -ano #查看所有的端口
 netstat -ano | finstr "5900" #查看指定的端口
 tasklist | findstr "8696" #查看指定端口的进程
 ctrl + shift + ESC #打开任务管理器，死机也能用
 ​

练习：InetSocketAddress类

 //创建套接字地址:IP地址和端口号
 public class TestInetSocketAddress {
     public static void main(String[] args) {
         InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
         System.out.println(socketAddress);
 ​
         System.out.println(socketAddress.getAddress()); //地址
         System.out.println(socketAddress.getHostName());
         System.out.println(socketAddress.getPort()); //端口号
     }
 }
 ​

1.5 通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的是普通话。

网络通信协议： 速率，传输码率，传输控制……

问题： 非常的复杂？

大事化小：分层！

TCP/IP协议簇：

重要的两个协议：

TCP：用户传输协议 UDP：用户数据报协议

出名的协议：TCP，IP（网络互连协议），实际上是一组协议

TCP，UDP对比：

TCP：打电话

  • 连接：稳定
  • 三次握手 四次挥手
 最少需要三次，保证稳定连接！
 A：你瞅啥？ #第一次握手：客户端向服务端申请连接
 B：瞅你咋地？#第二次握手：服务端向客户端返回确认同意连接
 A：干一场！ #第三次握手：客户端发送确认报文段，完成连接
 ​
 ​
 A：我要走了
 B：你真的要走了吗？
 B：你真的真的要走了吗？
 A：我真的要走了
 ​
  • 客户端，服务端
  • 传输完成，释放连接、效率低

UDP：发短信

  • 连接：不稳定
  • 客户端，服务端没有明显的界限
  • 不管有没有准备好，都可以发给你（导弹）
  • DDOS：洪水攻击！饱和攻击

扩展：三次握手，四次挥手

1.6 TCP协议

客户端：

  1. 连接服务器 Socket(address,port)
  2. 发送消息
//1.要知道服务器的地址，端口号
InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
int port = 9999;
//2.创建一个Socket连接
Socket socket = new Socket(address, port);
//3.发送消息
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("Hello World".getBytes()); //返回字节数组（将String编码为字节序列 存到字节数组）

//关闭连接
socket.close();
os.close();

服务器：

  1. 建立服务的端口 ServerSocket
  2. 等待用户的连接 accept()
  3. 接收用户的消息
//1.创建服务端 端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
//2.等待客户端连接
Socket socket = serverSocket.accept();
//3.读取客户端的消息
InputStream is = socket.getInputStream();

//管道流(过滤一下，防止中文乱码)
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[1024]; //新建缓冲区
int len;
while((len = is.read(buffer))!=-1){
    baos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println(baos.toString()); //打印信息

//关闭连接，先开后关
baos.close();
is.close();
socket.close();
serverSocket.close();

TCP文件上传

服务器：

package com.mine.lesson2;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建服务器端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
        //2.等待用户连接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3.获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //4.文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(buffer))!=-1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }


        //通知客户端接收完毕
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("接收完毕，可以断开连接了".getBytes());

        //关闭所有连接
        os.close();
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

客户端：

 package com.mine.lesson2;
 ​
 import java.io.*;
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.Socket;
 import java.net.UnknownHostException;
 ​
 public class TcpClientDemo02 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //1.新建一个Socket连接
         Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9000);
         //2.创建一个输出流
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         //3.读取文件
         FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("刀妹06.jpg"));
         //4.写出文件
         byte[] buffer = new byte[1024];
         int len;
         while((len=fis.read(buffer))!=-1){
             os.write(buffer,0,len);   // 写出文件
         }
 ​
         //通知服务器我传输结束了
         socket.shutdownOutput(); //传输完了
 ​
         //确定服务器接收完，才能够断开连接
         InputStream is = socket.getInputStream();
         //String<==>byte[]
         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(baos.toString()); //转为字符串
 ​
         //关闭连接
         baos.close();
         is.close();
         fis.close();
         os.close();
         socket.close();
     }
 }
 ​
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