2022-08-11 第六小组 高佳誉 学习笔记

网络编程

重点

1. 服务器与客户端
2. IP地址
3. TCP协议

思维导图

知识点

1. 网络编程概述

 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（windows Server Unix Linux），
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 
在网络通信协议下，实现网络互连的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换

2. 网络编程三要素

IP地址 ：
 要想让网络中的计算机能够互相通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识 号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识
端口：
 网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网 络通信时，如何区分这些应用程序呢？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应用程序了。也就是应用程序的标识
协议：
 通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、 传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议

3. 端口和协议

端口
 设备上应用程序的唯一标识 
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

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import java.net.*;
import java.io.*;
 
public class GreetingClient
{
   public static void main(String [] args)
   {
      String serverName = args[0];
      int port = Integer.parseInt(args[1]);
      try
      {
         System.out.println("连接到主机：" + serverName + " ，端口号：" + port);
         Socket client = new Socket(serverName, port);
         System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
         OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
         DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
 
         out.writeUTF("Hello from " + client.getLocalSocketAddress());
         InputStream inFromServer = client.getInputStream();
         DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
         System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF());
         client.close();
      }catch(IOException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

4. TCP协议

 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， 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，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” 
 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。 
 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 
 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 
 第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接 
 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。例如上传文 件、下载文件、浏览网页等

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import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
 
/**
 * 图片文件服务器端
 */
public class ImageFileServer {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			//ServerSocket:服务器进行通信的对象
			ServerSocket server = new ServerSocket(8808);
			//死循环：不断接收客户端的连接
			while(true) {
				//服务器进入"等待"状态
				//如果有客户端连接时，该方法返回此客户端的client
				Socket client = server.accept();
				InetAddress clientNetAddress = client.getInetAddress();
				System.out.println("客户端" + clientNetAddress.getHostAddress() + "开始连接。。。。");
				//接收来自客户端上传的图片
				//输入流：读取来自客户端发送的图片文件流
				//输出流：写入本地图片
				String imageName = clientNetAddress.getHostAddress().replaceAll("\\.", "-") + ".jpg";
				try(InputStream in = client.getInputStream();
				BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(in);
				BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(
						new FileOutputStream("E:\\test\\img\\" + imageName))){
					//每次读取来自客户端的图片文件流
					//写入本地
					byte[] buff = new byte[1024];
					int len = -1;
					while((len = bis.read(buff)) != -1) {
						bos.write(buff, 0, len);
					}
					System.out.println("图片读取完毕！！");
					//输出提示信息 => 客户端
					try(BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()))){
						writer.write("upload success !");
						writer.newLine();
					}
				}
			}
		} catch (FileNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

5. UDP协议

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 
 例如视频会议通常采用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。但是在使用UDP协议传送数据时，由于UDP的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因 
 此在传输重要数据时不建议使用UDP协议

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public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        // DatagramSocket() 构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
 
        //创建数据，并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        //构造一个数据包，发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys = "hello,udp,我来了".getBytes();
 
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10086);
 
        //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        //void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
        ds.send(dp);
 
        //关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字
        ds.close();
    }
}

掌握程度

简单应用和理解还可以，但是复杂起来就需要一定时间进行梳理，不算特别熟练。 自我建议：多做练习。

收获

万事有主题，做什么都不要偏离你这一段工作的主题。

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