一、网络编程入门
1. 软件结构
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。
2.网络通信协议
网络通信协议:通信协议是对计算机必须遵守的规则,只有遵守这些规则,计算机之间才能进行通信。这就 好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样,协议中对数据的传输格式、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,最终完成数据交换。
TCP/IP协议: 传输控制协议/因特网互联协议( Transmission Control Protocol/Internet Protocol),是 Internet最基本、最广泛的协议。它定义了计算机如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准。它 的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议,并采用了4层的分层模型,每一层都呼叫它的下一层所提供的 协议来完成自己的需求。
3.协议分类
java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:
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。 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。整个交互过程如下图所示。
UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时,不需 要建立连接,不管对方端服务是否启动,直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中,直接发送。每个 数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议,因为无连接,所以传输速度快,但是容易丢失数据。日常应 用中,例如视频会议、QQ聊天等
4.网络编程三要素
协议
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
IP地址:指互联网协议地址(Internet Protocol Address),俗称IP。IP地址用来给一个网络中的计算机设 备做唯一的编号。假如我们把“个人电脑”比作“一台电话”的话,那么“IP地址”就相当于“电话号码”。
IP地址分类
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。
IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。 有资料显示,全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。
为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进 制数,表示成 ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 ,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网 址,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。
二、TCP通信程序
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:
1. 服务端程序,需要事先启动,等待客户端的连接。
2. 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:
1. 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。
2. 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.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
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。
Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);
成员方法
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。
关闭生成的InputStream也将关闭相关的Socket。
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。
关闭生成的OutputStream也将关闭相关的Socket。
public void close() :关闭此套接字。
一旦一个socket被关闭,它不可再使用。
关闭此socket也将关闭相关的InputStream和OutputStream 。
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。
3.ServerSocket类
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
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。
ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
成员方法
public Socket accept() :侦听并接受连接,返回一个新的Socket对象,用于和客户端实现通信。该方法 会一直阻塞直到建立连接。
4. 简单的TCP网络程序
服务端
package javaBase.network;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
/**
* 服务端实现
* @author *
*/
public class ServerTCP {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("服务器启动,等待连接");
// 1创建 ServerSocket 对象,绑定端口,开始等待连接
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
// accept 方法,返回socket对象
Socket server = serverSocket.accept();
// 获取输入流
InputStream inputStream = server.getInputStream();
// 创建字节数组
byte[] b = new byte[1024];
// 数据读取到字节数组
int len = inputStream.read(b);
// 解析数组,打印字符串信息
String msg = new String(b,0,len);
System.out.println("客户:"+msg);
// 回复
// 通过 socket 获取输出流
OutputStream out = server.getOutputStream();
// 回写数据
out.write("你好,客户端".getBytes());
out.close();
inputStream.close();
server.close();
}
}
客户端
package javaBase.network;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class ClientTCP {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("客户端发送数据");
// 创建Socket ( ip , port ) , 确定连接到哪里.
Socket client = new Socket("localhost",6666);
// 获取流对象 . 输出流
OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
// 写出数据
outputStream.write("你好服务器".getBytes());
// 解析回写
InputStream in = client.getInputStream();
// 读取数据
byte[] b =new byte[100];
int len = in.read(b);
System.out.println(new String(b,0,len));
in.close();
outputStream.close();
client.close();
}
}