JAVA学习day10_网络编程

网络编程
逼逼叨叨

网络编程

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。
网络编程目的:无线电台...传播交流信息，数据交换。通信
想要达到效果需要什么:

如何准确的定位网络上的一台主机 192.168.xx.xxx:端口，定位到计算机上资源
传输数据

javaweb：网页编程 B/S
网络编程：TCP/IP C/S

2.网络通信的要素

如何实现网络的通信？
通信双方的地址：

ip
端口号
192.168.16.124:5900
规则：网络通信的协议
TCP/IP的参考模型
osi七层模型、TCP/IP四层模型概念

小结:

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

网络编程中的要素

IP和端口号 IP
网络通信写协议 TCP/UDP

万物皆对象

3.IP

java.net.InetAddress
ip地址：InetAddress
此类表示Internet协议（IP）地址。
Java中文文档

唯一定位一台网络上计算机
127.0.0.1：本机localhost
ip地址的分类
- IP地址分类：ipv4/ipv6
  - IPV4:127.0.1，4个字节组成。0-255，42亿；
  - IPV6：fe80::ac5b:7e88:6d49:9cb3%9，128位。8个无符号整数
    例：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
域名：记忆IP问题！
- IP:www.vip.com

TestAdress

public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //查询本机地址
            InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inetAddress1);
            InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(inetAddress3);
            InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inetAddress4);

            //查询网站IP地址
            InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(inetAddress2);

            //常用方法
            System.out.println(inetAddress2.getAddress());
            //不用上面这行getAddress
            System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//获得规范的HostName
            System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ip
            System.out.println(inetAddress2.getHostName());//域名，或者自己电脑的名字
            
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

输出结果：
/127.0.0.1
localhost/127.0.0.1
LAPTOP-3U57BUVE/192.168.204.1
www.baidu.com/36.152.44.95
[B@74a14482
36.152.44.95
36.152.44.95
www.baidu.com

4.端口

端口表示计算机上一个程序的进程

不同的进程有不同的端口号！
被规定0~65535
TCP,UDP(各有65535个端口)总数：65535*2。tcp：80 udp：80不冲突。单个协议下端口号不冲突
端口分类
- 公有端口 0-1023
  - HTTP:80
  - HTTPS:443
  - FTP：21
  - Telent:23
- 程序注册端口：1024-49151，分配用户或程序
  - Tomcat ：8080
  - MySQL ：3306
  - Oracle ：1521
- 动态、私有：49152-65535
  netstat -anocmd中查看所有端口的命令
  netstat -ano|findstr "443"查看指定的端口
  tasklist|findstr "12720"查看指定端口的进程
  ctrl+shift+esc快捷打开任务管理器

TestSocketAddress

Socket:套接字

public class TestSocketAddress {

    public static void main(String[] args) {
        //第一个IP，第二个端口号
        InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
        InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
        System.out.println(socketAddress);
        System.out.println(socketAddress2);


        System.out.println(socketAddress.getAddress());
        System.out.println(socketAddress.getHostName());//地址
        System.out.println(socketAddress.getPort());// 端口

    }
}

运行结果：
/127.0.0.1:8080
localhost/127.0.0.1:8080
/127.0.0.1
activate.navicat.com
8080

其中出现activate.navicat.com是因为在C:\Windows\System32\drivers\etc\host中配置了

5.通信协议

协议：约定，就好比我们说的话。
网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制...
问题：非常的复杂
大事化小：分层！
TCP/IP协议簇：实际上是一组协议
重要：

TCP:用户传输协议
UDP：用户数据报协议
出名的协议：
TCP：应用层、传输层、网络层、数据链路层
IP：网络互联协议

TCP和UDP对比

TCP：打电话

连接，稳定
三次握手、四次挥手
客户端、服务端
传输完成：释放连接，效率低

三次握手、四次挥手

最少需要三次，保证稳定连接

名词解释：
- SYN:synchronous建立联机
- ACK:acknowledgement 确认
- seq:Sequence number(顺序号码)
- ack:Acknowledge number(确认号码)
- PSH:push传送
- FIN:finish结束
- RST:reset重置
- URG:urgent紧急

第一次握手：建立连接时，客户端发送syn包（syn=j）到服务器，并进入SYN_SENT状态，等待服务器确认；SYN：同步序列编号（Synchronize Sequence Numbers）。

第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK(ack=k+1），此包发送完毕，客户端和服务器进入ESTABLISHED（TCP连接成功）状态，完成三次握手。

客户端进程发出连接释放报文，并且停止发送数据。释放数据报文首部，FIN=1，其序列号为seq=u（等于前面已经传送过来的数据的最后一个字节的序号加1），此时，客户端进入FIN-WAIT-1（终止等待1）状态。 TCP规定，FIN报文段即使不携带数据，也要消耗一个序号。
服务器收到连接释放报文，发出确认报文，ACK=1，ack=u+1，并且带上自己的序列号seq=v，此时，服务端就进入了CLOSE-WAIT（关闭等待）状态。TCP服务器通知高层的应用进程，客户端向服务器的方向就释放了，这时候处于半关闭状态，即客户端已经没有数据要发送了，但是服务器若发送数据，客户端依然要接受。这个状态还要持续一段时间，也就是整个CLOSE-WAIT状态持续的时间。
客户端收到服务器的确认请求后，此时，客户端就进入FIN-WAIT-2（终止等待2）状态，等待服务器发送连接释放报文（在这之前还需要接受服务器发送的最后的数据）。
服务器将最后的数据发送完毕后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1，由于在半关闭状态，服务器很可能又发送了一些数据，假定此时的序列号为seq=w，此时，服务器就进入了LAST-ACK（最后确认）状态，等待客户端的确认。
客户端收到服务器的连接释放报文后，必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。
服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

常见面试题

为什么连接的时候是三次握手，关闭的时候却是四次握手？

答：因为当Server端收到Client端的SYN连接请求报文后，可以直接发送SYN+ACK报文。其中ACK报文是用来应答的，SYN报文是用来同步的。但是关闭连接时，当Server端收到FIN报文时，很可能并不会立即关闭SOCKET，所以只能先回复一个ACK报文，告诉Client端，"你发的FIN报文我收到了"。只有等到我Server端所有的报文都发送完了，我才能发送FIN报文，因此不能一起发送。故需要四步握手。

为什么TIME_WAIT状态需要经过2MSL(最大报文段生存时间)才能返回到CLOSE状态？

答：虽然按道理，四个报文都发送完毕，我们可以直接进入CLOSE状态了，但是我们必须假象网络是不可靠的，有可以最后一个ACK丢失。所以TIME_WAIT状态就是用来重发可能丢失的ACK报文。在Client发送出最后的ACK回复，但该ACK可能丢失。Server如果没有收到ACK，将不断重复发送FIN片段。所以Client不能立即关闭，它必须确认Server接收到了该ACK。Client会在发送出ACK之后进入到TIME_WAIT状态。Client会设置一个计时器，等待2MSL的时间。如果在该时间内再次收到FIN，那么Client会重发ACK并再次等待2MSL。所谓的2MSL是两倍的MSL(Maximum Segment Lifetime)。MSL指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。

为什么不能用两次握手进行连接？

答：3次握手完成两个重要的功能，既要双方做好发送数据的准备工作(双方都知道彼此已准备好)，也要允许双方就初始序列号进行协商，这个序列号在握手过程中被发送和确认。
现在把三次握手改成仅需要两次握手，死锁是可能发生的。作为例子，考虑计算机S和C之间的通信，假定C给S发送一个连接请求分组，S收到了这个分组，并发送了确认应答分组。按照两次握手的协定，S认为连接已经成功地建立了，可以开始发送数据分组。可是，C在S的应答分组在传输中被丢失的情况下，将不知道S 是否已准备好，不知道S建立什么样的序列号，C甚至怀疑S是否收到自己的连接请求分组。在这种情况下，C认为连接还未建立成功，将忽略S发来的任何数据分组，只等待连接确认应答分组。而S在发出的分组超时后，重复发送同样的分组。这样就形成了死锁。

如果已经建立了连接，但是客户端突然出现故障了怎么办？

答：TCP还设有一个保活计时器，显然，客户端如果出现故障，服务器不能一直等下去，白白浪费资源。服务器每收到一次客户端的请求后都会重新复位这个计时器，时间通常是设置为2小时，若两小时还没有收到客户端的任何数据，服务器就会发送一个探测报文段，以后每隔75秒钟发送一次。若一连发送10个探测报文仍然没反应，服务器就认为客户端出了故障，接着就关闭连接。

作者：青柚_
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/qq_38950316/article/details/81087809

UDP：发短信

不连接，不稳定
客户端、服务端：没有明确界限
不管有没有朱安备好，都可以发给你
导弹

逼逼叨叨

学校开会真的烦，耽误大把时间。又没有实质性东西，光分个组能分半个点，服了。今天复习计网不写过多代码。

posted @ 2021-12-17 21:25 计算机181胡佛阅读(34) 评论(0) 编辑收藏举报

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