01 语言基础+高级：1-9 网络编程_day11【网络编程】
主要内容
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软件架构CS／BS
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网络通信三要素
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TCP通信
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Socket套接字
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ServerSocket
教学目标
- 能够辨别UDP和TCP协议特点
- 能够说出TCP协议下两个常用类名称
- 能够编写TCP协议下字符串数据传输程序
- 能够理解TCP协议下文件上传案例
- 能够理解TCP协议下案例2
第一章 网络编程入门
C/S结构 ：全称为Client/Server结构，是指客户端和服务器结构。常见程序有ＱＱ、迅雷等软件。
B/S结构 ：全称为Browser/Server结构，是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等。
两种架构各有优势，但是无论哪种架构，都离不开网络的支持。网络编程，就是在一定的协议下，实现两台计算机的通信的程序。
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TCP/IP协议：
02_软件结构、03_网络通信协议、04_网络通信协议分类、05_IP地址、06_端口号
通信的协议还是比较复杂的，java.net 包中包含的类和接口，它们提供低层次的通信细节。我们可以直接使用这些类和接口，来专注于网络程序开发，而不用考虑通信的细节。
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持：
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UDP：用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。
由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如视频会议都使用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。
数据报(Datagram):网络传输的基本单位
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TCP：传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。
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三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠。
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第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
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第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。
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完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛，例如下载文件、浏览网页等。
协议
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协议：计算机网络通信必须遵守的规则，已经介绍过了，不再赘述。
IP地址
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IP地址：指互联网协议地址（Internet Protocol Address）
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IPv4：是一个32位的二进制数，通常被分为4个字节，表示成
a.b.c.d的形式，例如192.168.65.100。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数，那么最多可以表示42亿个。
常用命令：查看本机IP地址，在控制台输入：ipconfig 、检查网络是否连通，在控制台输入：ping 空格 IP地址 、特殊的IP地址：本机IP地址：127.0.0.1、localhost
端口号
网络的通信，本质上是两个进程（应用程序）的通信。每台计算机都有很多的进程，那么在网络通信时，如何区分这些进程呢？
如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的进程（应用程序）了。
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端口号：用两个字节表示的整数，它的取值范围是0~65535。其中，0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败。
利用协议+IP地址+端口号
07_TCP通信的概述(上)、 08_TCP通信的概述(下)
2.1 概述
TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互，通信的两端，要严格区分为客户端（Client）与服务端（Server）。
两端通信时步骤：
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服务端程序，需要事先启动，等待客户端的连接。
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客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。
在Java中，提供了两个类用于实现TCP通信程序：
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客户端：
java.net.Socket类表示。创建Socket对象，向服务端发出连接请求，服务端响应请求，两者建立连接开始通信。 -
服务端：
java.net.ServerSocket类表示。创建ServerSocket对象，相当于开启一个服务，并等待客户端的连接。
2.2 Socket类
Socket 类：该类实现客户端套接字，套接字指的是两台设备之间通讯的端点。
构造方法
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public Socket(String host, int port):创建套接字对象并将其连接到指定主机上的指定端口号。如果指定的host是null ，则相当于指定地址为回送地址。小贴士：回送地址(127.x.x.x) 是本机回送地址（Loopback Address），主要用于网络软件测试以及本地机进程间通信，无论什么程序，一旦使用回送地址发送数据，立即返回，不进行任何网络传输。
构造举例，代码如下：
Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);
成员方法
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public InputStream getInputStream()： 返回此套接字的输入流。-
如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的InputStream 的所有操作也关联该通道。
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关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
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public OutputStream getOutputStream()： 返回此套接字的输出流。-
如果此Scoket具有相关联的通道，则生成的OutputStream 的所有操作也关联该通道。
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关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
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public void close()：关闭此套接字。-
一旦一个socket被关闭，它不可再使用。
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关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
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public void shutdownOutput()： 禁用此套接字的输出流。-
任何先前写出的数据将被发送，随后终止输出流。
2.3 ServerSocket类
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ServerSocket类：这个类实现了服务器套接字，该对象等待通过网络的请求。
构造方法
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public ServerSocket(int port)：使用该构造方法在创建ServerSocket对象时，就可以将其绑定到一个指定的端口号上，参数port就是端口号。
构造举例，代码如下：
ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
成员方法
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public Socket accept()
09_TCP通信的客户端代码实现
import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.Socket; /* TCP通信的客户端:向服务器发送连接请求,给服务器发送数据,读取服务器回写的数据 表示客户端的类: java.net.Socket:此类实现客户端套接字（也可以就叫“套接字”）。套接字是两台机器间通信的端点。 套接字:包含了IP地址和端口号的网络单位 构造方法: Socket(String host, int port) 创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。 参数: String host:服务器主机的名称/服务器的IP地址 int port:服务器的端口号 成员方法: OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流。 InputStream getInputStream() 返回此套接字的输入流。 void close() 关闭此套接字。 实现步骤: 1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号 2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象 3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据 4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象 5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据 6.释放资源(Socket) 注意: 1.客户端和服务器端进行交互,必须使用Socket中提供的网络流,不能使用自己创建的流对象 2.当我们创建客户端对象Socket的时候,就会去请求服务器和服务器经过3次握手建立连接通路 这时如果服务器没有启动,那么就会抛出异常ConnectException: Connection refused: connect 如果服务器已经启动,那么就可以进行交互了 */ public class TCPClient { public static void main(String[] args) throws IOException { //1.创建一个客户端对象Socket,构造方法绑定服务器的IP地址和端口号 Socket socket = new Socket("127.0.0.1",8888); //2.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象 OutputStream os = socket.getOutputStream(); //3.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给服务器发送数据 os.write("你好服务器".getBytes()); //4.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象 InputStream is = socket.getInputStream(); //5.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取服务器回写的数据 byte[] bytes = new byte[1024]; int len = is.read(bytes); System.out.println(new String(bytes,0,len)); //6.释放资源(Socket) socket.close(); } }
10_TCP通信的服务器端代码实现
import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /* TCP通信的服务器端:接收客户端的请求,读取客户端发送的数据,给客户端回写数据 表示服务器的类: java.net.ServerSocket:此类实现服务器套接字。 构造方法: ServerSocket(int port) 创建绑定到特定端口的服务器套接字。 服务器端必须明确一件事情,必须的知道是哪个客户端请求的服务器 所以可以使用accept方法获取到请求的客户端对象Socket 成员方法: Socket accept() 侦听并接受到此套接字的连接。 服务器的实现步骤: 1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号 2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket 3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象 4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据 5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象 6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据 7.释放资源(Socket,ServerSocket) */ public class TCPServer { public static void main(String[] args) throws IOException { //1.创建服务器ServerSocket对象和系统要指定的端口号 ServerSocket server = new ServerSocket(8888); //2.使用ServerSocket对象中的方法accept,获取到请求的客户端对象Socket Socket socket = server.accept(); //3.使用Socket对象中的方法getInputStream()获取网络字节输入流InputStream对象 InputStream is = socket.getInputStream(); //4.使用网络字节输入流InputStream对象中的方法read,读取客户端发送的数据 byte[] bytes = new byte[1024]; int len = is.read(bytes); System.out.println(new String(bytes,0,len)); //5.使用Socket对象中的方法getOutputStream()获取网络字节输出流OutputStream对象 OutputStream os = socket.getOutputStream(); //6.使用网络字节输出流OutputStream对象中的方法write,给客户端回写数据 os.write("收到谢谢".getBytes()); //7.释放资源(Socket,ServerSocket) socket.close(); server.close(); } }
