网络通信要素概述
通信要素1：IP和端口号
DNS和域名的关系
package com.atguigu.java1;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
/**
* 一、网络编程中有两个主要的问题：
* 1.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
* 2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输
*
* 二、网络编程中的两个要素：
* 1.对应问题一：IP和端口号
* 2.对应问题二：提供网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）
*
*
* 三、通信要素一：IP和端口号
* 1. IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
* 2. 在Java中使用InetAddress类代表IP
* 3. IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网 和 局域网（192.168 开头的）
* 4. 域名: www.baidu.com www.mi.com www.sina.com www.jd.com
* www.vip.com
* 5. 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost
*
* 6. 如何实例化InetAddress:两个方法：getByName(String host) 、 getLocalHost()
* 两个常用方法：getHostName() / getHostAddress()
* 获取域名 获取IP地址
*
* 7. 端口号：正在计算机上运行的进程。
* 要求：不同的进程有不同的端口号
* 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
*
* 8. 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket
* @author shkstart
* @create 2019 下午 2:30
*/
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.atguigu.com");
System.out.println(inet2);
InetAddress inet21 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println(inet21);
InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
System.out.println(inet3);
//获取本地ip
InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(inet4);
//getHostName()
System.out.println(inet2.getHostName());
//getHostAddress()
System.out.println(inet2.getHostAddress());
} catch (UnknownHostException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
通信要素2：网络协议
tcp 和 udp 的区别
三次握手（要会默写，理解）
详细过程：
建立一个 TCP 连接需要“三次握手”，缺一不可 ：
- 一次握手:客户端发送带有 SYN（SEQ=x） 标志的数据包 -> 服务端，然后客户端进入 SYN_SEND 状态，等待服务器的确认；
- 二次握手:服务端发送带有 SYN+ACK(SEQ=y,ACK=x+1) 标志的数据包 –> 客户端,然后服务端进入 SYN_RECV 状态
- 三次握手:客户端发送带有 ACK(ACK=y+1) 标志的数据包 –> 服务端，然后客户端和服务器端都进入ESTABLISHED 状态，完成TCP三次握手。
当建立了 3 次握手之后，客户端和服务端就可以传输数据啦！
# 为什么要三次握手?
三次握手的目的是建立可靠的通信信道，说到通讯，简单来说就是数据的发送与接收，而三次握手最主要的目的就是双方确认自己与对方的发送与接收是正常的。
- 第一次握手 ：Client 什么都不能确认；Server 确认了对方发送正常，自己接收正常
- 第二次握手 ：Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；Server 确认了：对方发送正常，自己接收正常
- 第三次握手 ：Client 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常；Server 确认了：自己发送、接收正常，对方发送、接收正常
三次握手就能确认双方收发功能都正常，缺一不可。
第2次握手传回了ACK，为什么还要传回SYN？
服务端传回发送端所发送的 ACK 是为了告诉客户端：“我接收到的信息确实就是你所发送的信号了”，这表明从客户端到服务端的通信是正常的。回传 SYN 则是为了建立并确认从服务端到客户端的通信。
SYN 同步序列编号(Synchronize Sequence Numbers) 是 TCP/IP 建立连接时使用的握手信号。在客户机和服务器之间建立正常的 TCP 网络连接时，客户机首先发出一个 SYN 消息，服务器使用 SYN-ACK 应答表示接收到了这个消息，最后客户机再以 ACK(Acknowledgement）消息响应。这样在客户机和服务器之间才能建立起可靠的 TCP 连接，数据才可以在客户机和服务器之间传递。
著作权归所有 原文链接：javaguide.cn/cs-basics/n…
四次挥手（要会默写，理解）
详细过程：
断开一个 TCP 连接则需要“四次挥手”，缺一不可 ：
- 第一次挥手 ：客户端发送一个 FIN（SEQ=X） 标志的数据包->服务端，用来关闭客户端到服务器的数据传送。然后，客户端进入 FIN-WAIT-1 状态。
- 第二次挥手 ：服务器收到这个 FIN（SEQ=X） 标志的数据包，它发送一个 ACK （SEQ=X+1）标志的数据包->客户端 。然后，此时服务端进入CLOSE-WAIT状态，客户端进入FIN-WAIT-2状态。
- 第三次挥手 ：服务端关闭与客户端的连接并发送一个 FIN (SEQ=y)标志的数据包->客户端请求关闭连接，然后，服务端进入LAST-ACK状态。
- 第四次挥手 ：客户端发送 ACK (SEQ=y+1)标志的数据包->服务端并且进入TIME-WAIT状态，服务端在收到 ACK (SEQ=y+1)标志的数据包后进入 CLOSE 状态。此时，如果客户端等待 2MSL 后依然没有收到回复，就证明服务端已正常关闭，随后，客户端也可以关闭连接了。
只要四次挥手没有结束，客户端和服务端就可以继续传输数据！
# 为什么要四次挥手？
TCP是全双工通信，可以双向传输数据。任何一方都可以在数据传送结束后发出连接释放的通知，待对方确认后进入半关闭状态。当另一方也没有数据再发送的时候，则发出连接释放通知，对方确认后就完全关闭了 TCP 连接。
举个例子：A 和 B 打电话，通话即将结束后。
- 第一次挥手 ： A 说“我没啥要说的了”
- 第二次挥手 ：B 回答“我知道了”，但是 B 可能还会有要说的话，A 不能要求 B 跟着自己的节奏结束通话
- 第三次挥手 ：于是 B 可能又巴拉巴拉说了一通，最后 B 说“我说完了”
- 第四次挥手 ：A 回答“知道了”，这样通话才算结束。
# 为什么不能把服务器发送的 ACK 和 FIN 合并起来，变成三次挥手？
因为服务器收到客户端断开连接的请求时，可能还有一些数据没有发完，这时先回复 ACK，表示接收到了断开连接的请求。等到数据发完之后再发 FIN，断开服务器到客户端的数据传送。
# 如果第二次挥手时服务器的 ACK 没有送达客户端，会怎样？
客户端没有收到 ACK 确认，会重新发送 FIN 请求。
# 为什么第四次挥手客户端需要等待 2*MSL（报文段最长寿命）时间后才进入 CLOSED 状态？
第四次挥手时，客户端发送给服务器的 ACK 有可能丢失，如果服务端因为某些原因而没有收到 ACK 的话，服务端就会重发 FIN，如果客户端在 2*MSL 的时间内收到了 FIN，就会重新发送 ACK 并再次等待 2MSL，防止 Server 没有收到 ACK 而不断重发 FIN。
MSL(Maximum Segment Lifetime) : 一个片段在网络中最大的存活时间，2MSL 就是一个发送和一个回复所需的最大时间。如果直到 2MSL，Client 都没有再次收到 FIN，那么 Client 推断 ACK 已经被成功接收，则结束 TCP 连接。
TCP网络编程
代码实例
发送文字
注意：要先启动服务端
server端
1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号，不用指定IP是因为默认当前主机，也无需自己定义了，否则写错
2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
3.获取输入流
4.读取输入流中的数据
5.关闭资源
//服务端
@Test
public void server() {
ServerSocket ss = null;
Socket socket = null;
InputStream is = null;
ByteArrayOutputStream baos = null;
try {
//1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号，
// 不用指定IP是因为默认当前主机，也无需自己定义了，否则写错
ss = new ServerSocket(8899);
//2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
socket = ss.accept();
//3.获取输入流
is = socket.getInputStream();
//不建议这样写，写汉字有可能会有乱码
// byte[] buffer = new byte[1024];
// int len;
// while((len = is.read(buffer)) != -1){
// String str = new String(buffer,0,len);
// System.out.print(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);
}
System.out.println(baos.toString());
System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if(baos != null){
//5.关闭资源
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();
}
}
}
}
client端
1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
2.获取一个输出流，用于输出数据
3.写出数据的操作
4.资源的关闭
//客户端
@Test
public void client() {
Socket socket = null;
OutputStream os = null;
try {
//1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
InetAddress inet = InetAddress.getByName("Localhost");
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，我是客户端mm".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();
}
}
}
}
发送文件
server
@Test
public void server() throws IOException {
//1.
ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
//2.
Socket socket = ss.accept();
//3.
InputStream is = socket.getInputStream();
//4.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty1.jpg"));
//5.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
//6.
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
}
client
@Test
public void client() throws IOException {
//1.
Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
//2.
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3.
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
//4.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer,0,len);
}
//5.
fis.close();
os.close();
socket.close();
}
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。
server
@Test
public void server() throws IOException {
//1.
ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
//2.
Socket socket = ss.accept();
//3.
InputStream is = socket.getInputStream();
//4.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty2.jpg"));
//5.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println("图片传输完成");
//6.服务器端给予客户端反馈
OutputStream os = socket.getOutputStream();
os.write("你好，美女，照片我已收到，非常漂亮！".getBytes());
//7.
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
os.close();
}
client
@Test
public void client() throws IOException {
//1.
Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
//2.
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3.
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
//4.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
os.write(buffer,0,len);
}
//关闭数据的输出
socket.shutdownOutput();
//5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
InputStream is = socket.getInputStream();
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] bufferr = new byte[20];
int len1;
while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
baos.write(buffer,0,len1);
}
System.out.println(baos.toString());
//6.
fis.close();
os.close();
socket.close();
baos.close();
}
UDP网络编程
只管发送，没有连接失败的异常，因为不用创建连接。
//接收端
@Test
public void receiver() throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
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()));
socket.close();
}
@Test
public void sender() throws IOException {
DatagramSocket 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,9090);
socket.send(packet);
socket.close();
}
URL编程
代码示例
下载图片资源
一般实战开发通过这四步，拿到inputStream就可以了，会有上传inputstream的接口
URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");
urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
urlConnection.connect();
is = urlConnection.getInputStream();
package com.atguigu.java1;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
/**
* @author shkstart
* @create 2019 下午 4:54
*/
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\beauty3.jpg");
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
fos.write(buffer,0,len);
}
System.out.println("下载完成");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
//关闭资源
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();
}
}
}
}
总结
1.一个IP对应着哪个类的一个对象？InetAddress
实例化这个类的两种方式是？
InetAddress.getByName(String host);
InetAddress.getLocalHost();//获取本地ip
两个常用的方法是？
getHostName();
getHostAddress();
2.传输层的TCP协议和UDP协议的主要区别是？
TCP:可靠的数据传输(三次握手)；进行大数据量的传输；效率低
UDP:不可靠；以数据报形式发送，数据报限定为64k；效率高
3.什么是URL，你能写一个URL吗？
URL:统一资源定位符
URL url = new URL(“http://192.168.14.100:8080/examples/hello.txt?username=Tom”);
4. 谈谈你对对象序列化机制的理解
序列化过程：允许把内存中的Java对象转换成平台无关的二进制流，从而允许把这种二进制流持久地保存在磁盘上，或通过网络将这种二进制流传输到另一个网络节点。
反序列化过程：当其它程序获取了这种二进制流，就可以恢复成原来的Java对象。
5. 对象要想实现序列化，需要满足哪几个条件
1. 实现接口：Serializable 标识接口
2. 对象所在的类提供常量：序列版本号
3. 要求对象的属性也必须是可序列化的。（基本数据类型、String：本身就已经是可序列化的。）
