网络编程基础

网络编程

1.1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。

网络编程的目的：

 无限电台、传播交流信息、数据交换、通信… 
 想要达到这个效果需要什么： 
 如何准确的定位网络上的一台主机 ip 地址：端口，定位到这个计算机上的某个资源找到了这个主机，如何传输数据？

概念B/S与C/S：浏览器/服务器、客户端/服务器

javaweb：网页编程 B/S
网络编程：TCP/IP C/S

1.2网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：

 1. IP
 2. 端口号
 3. 192.168.16.124：:5900

规则：网络通信的协议

TCP/IP参考模型

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多台主机
- 找到主机之后如何进行通信
网络编程中的要素
1. IP和端口号 ip
- 网络通信协议 udp tcp
万物皆对象

1.3 IP

ip地址：InetAdress

唯一定位一台网络上的计算机
127.0.0.1：本机localhost
ip地址的分类
- 域名：记忆IP
- ipv4/ipv6
  - IPV4：127.0.0.1，4个字节组成。 0-255 ，约42亿，北美占了30亿，亚洲4亿，2011年已用完。
  - IPV6：128位。8个无符号整数，
- 公网（互联网）和私网（局域网）
  - ABCD类地址192.168.xx.xx，专门给组织内部使用

测试（InetAddress）

 package TestLambda;
 
 /**
  * @Author 天红
  * @Date 2021/6/14 20:36
  * @Version 1.0
  */
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.UnknownHostException;
 
 public class TestAddress {
     public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
 
         //查询本机地址
         InetAddress InetAddress1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
         InetAddress InetAddress2 = InetAddress.getByName("localhost");
         InetAddress InetAddress3 = InetAddress.getLocalHost();
         System.out.println(InetAddress1);
         System.out.println(InetAddress2);
         System.out.println(InetAddress3);
 
         //查询网站的ip 地址
         InetAddress InetAddress4 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
         System.out.println(InetAddress4);
 
         //常用的方法
         System.out.println(InetAddress4.getCanonicalHostName()); //规范的名字
         System.out.println(InetAddress4.getHostAddress()); //ip
         System.out.println(InetAddress4.getHostName()); //域名或者自己电脑的名字
 
     }
 }

1.4端口（port）

端口表示计算机上的一个程序的进程

不同得端口用来区分不同的软件
规定端口的范围：0~65535
TCP和UDP分别占有65535个，即电脑端口总数为65535*2 *
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，分配用户或者程序
  - Tomcat：8080
  - MySQL：3306
  - Oracle：1521
  - 动态、私有：49152~65535

 netstat -ano //查看所有的端口
 netstat -ano |findstr “端口号” //查看指定的端口号
 tasklist|findstr "端口号"  //查看指定端口号的进程

测试InetSocketAddress

 package TestLambda;
 
 /**
  * @Author 天红
  * @Date 2021/6/14 20:59
  * @Version 1.0
  */
 
 import java.net.InetSocketAddress;
 public class TestSocketAddress{
     public static void main(String[] args) {
         InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1",8080);
         InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost",8080);
 
         System.out.println(inetSocketAddress);
         System.out.println(inetSocketAddress2);
 
         System.out.println(inetSocketAddress.getAddress());     //获取地址
         System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());    //获取主机名字
         System.out.println(inetSocketAddress.getPort());    //获取端口
 
     }
 }

1.5.通信协议

网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制…

TCP/IP协议簇：（是一组协议）**

     TCP：用户传输协议
     UDP：用户数据报协议
     IP：网络互连协议

TCP与UDP的对比：

TCP：打电话

连接稳定

三次握手、四次挥手（最少需要三次，保证稳定连接）

 A：你瞅啥？
 B：瞅你咋地？
 A：干一场！
 
 
 A：我要走了
 B：你真的要走了吗？
 B：你真的真的要走了吗？
 A：我真的要走了！

客户端、服务器
传输完成、释放连接、效率低

UDP:发短信

不连接、不稳定
客户端、服务器：没有明确的界限不管有没有准备好，都可以发送给你
导弹
DDOS：洪水攻击（饱和攻击，会发送大量的信息，堵塞端口，）

1.6 TCP

客户端：

连接服务器 (Socket)
发送消息

package demo001;

/**
 * @Author 天红
 * @Date 2021/6/14 22:03
 * @Version 1.0
 */

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

//服务器端
public class TestServersSocket {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、给自己新建一个端口号
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        //2、等待客户端进行连接
        Socket socket = serverSocket.accept();
        //3、读取客户端的消息
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();

        //4、管道流
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = inputStream.read(buffer))!= -1){
            baos.write(buffer,0,len);
        }
        System.out.println(baos.toString());

        //5、关闭资源（后开先关）
        baos.close();
        inputStream.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();

    }
}

服务器:

建立服务器的端口号 ServerSocket
等待用户的链接 accept
接受用户的信息

package demo001;

/**
 * @Author 天红
 * @Date 2021/6/14 22:02
 * @Version 1.0
 */

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

//客户端
public class TestClientSocket {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1、要知道服务器得地址、端口号
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 9999;
            //2、创建一个socket连接
            socket = new Socket(serverIP, port);
            //3、发送IO流信息
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("问君能有几多愁".getBytes());


        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {

            //关闭资源，对关闭得资源进行一个判定，如果没有开启则不需要关闭
            if(os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

文件上传

客户端

//客户端
package iss.demo01;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

public class TcpClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、创建一个Socket连接
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 9999);
        //2、创建一个输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3、读取文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("111.jpg"));
        //4、写出文件
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }

        //通知服务器，我已经结束了
        socket.shutdownOutput(); //我已经传输完了

        //5、确定服务器接受完毕，才能断开连接
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();

        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer2 = new byte[1024];
        int len2;
        while ((len2=inputStream.read(buffer2))!=-1){
            baos.write(buffer2,0,len2);
        }
        System.out.println(baos.toString());

        //6、关闭资源
        fis.close();
        os.close();
        os.close();
        socket.close();
    }
}

服务器

//服务器
package iss.demo01;

        import java.io.*;
        import java.net.ServerSocket;
        import java.net.Socket;

public class TcpServersDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、创建服务
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
        //2、监听客户端得连接
        Socket socket = serverSocket.accept();  //阻塞式监听，会一直等待
        //3、获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4、文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("th333.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer,0,len);
        }
        //5、通知客户端，我接受完毕了
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("我接受完了".getBytes());
        //6、关闭资源
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
    }
}

1.7 Tomcat

概念

Tomcat是Apache 软件基金会（Apache Software Foundation）的Jakarta 项目中的一个核心项目，由Apache、Sun 和其他一些公司及个人共同开发而成。由于有了Sun 的参与和支持，最新的Servlet 和JSP 规范总是能在Tomcat 中得到体现，Tomcat 5支持最新的Servlet 2.4 和JSP 2.0 规范。因为Tomcat 技术先进、性能稳定，而且免费，因而深受Java 爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web 应用服务器。

Tomcat 服务器是一个免费的开放源代码的Web 应用服务器，属于轻量级应用服务器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下被普遍使用，是开发和调试JSP 程序的首选。对于一个初学者来说，可以这样认为，当在一台机器上配置好Apache 服务器，可利用它响应HTML（标准通用标记语言下的一个应用）页面的访问请求。实际上Tomcat是Apache 服务器的扩展，但运行时它是独立运行的，所以当你运行tomcat 时，它实际上作为一个与Apache 独立的进程单独运行的。

诀窍是，当配置正确时，Apache 为HTML页面服务，而Tomcat 实际上运行JSP 页面和Servlet。另外，Tomcat和IIS等Web服务器一样，具有处理HTML页面的功能，另外它还是一个Servlet和JSP容器，独立的Servlet容器是Tomcat的默认模式。不过，Tomcat处理静态HTML的能力不如Apache服务器

Tomcat 服务的下载和安装：

参考自

流程：客户端请求 ---> tomcat服务器 -->java程序 --->返回相对应的html

Tomcat 下载地址：

下载选项：

安装：

下载成功后会为压缩包文件，解压即可

使用注意：尽量不要解压在中文目录中

目录结构介绍：

\Backup 运行时候会备份基础的配置

\bin 存放启动和关闭 Tomcat 的可执行文件

\conf 存放Tomcat 的配置文件

\lib 存放库文件 全是jar包

\logs 存放日志文件

\temp 存放临时文件

\webapps 存放web 应用，默认在这里读项目。

\work 存放JSP 转换后的Servlet 文件

校验安装：

startup.bat开启

shutdown.bat关闭

.bat是windows下的执行文件

.sh是linux下的

打开 bin 目录，然后双击执行 startup.bat 文件，打开浏览器在地址栏中输入 localhost：8080/ 如果出现 tomcat 广告页安装成功

常见问题：

1、tomcat 的运行依赖 JDK，必须配置 JDK 环境。配置方式参照：配置 JDK

2、闪退，启动闪退问题一般是因为 JDK 的环境变量配置有问题，参照 1 进行重新进行配置，如果还是闪退，使用：

在 bin\startup.bat 文件中的第一行前面加入： SET JAVA_HOME=JDK 目录

SET CATALINA_HOME=解压后 Tomcat 的目录

这样，运行 startup.bat 就可以正常启动 tomcat 服务器，如果想点击 shutdown.bat 关闭服务器，同样在 shutdown.bat 文件中加入上面的两行即可

解释：

所谓服务器其实就是代码编写的一个可以根据用户请求实时的调用执行对应的逻辑代码的一个容器。在普通用户看来就是一个安装程序。我们只需要将服务器在操作系统上进行安装，并将我们事先编写好的逻辑处理代码根据规则放到服务器的指定位置，启动服务器，那么服务器就自动的会根据接收到请求调用并执行对象的逻辑代码进行处理。

服务端:

自定义 S
Tomcat服务器 S：Java后台开发

客户端：

自定义 C
浏览器 B

1.8UDP消息发送

客户端

package iss.demo03;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

//发送端
public class UdpClientSocket {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、建立一个Socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

        //2、建包
        String msg = "这个世界好美！！！";
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;

        //参数得列表分别是：数据，数据长度始，数据长度终，地址，端口号
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,localhost,port);

        //3、发送包
        socket.send(packet);
        //4、关闭资源
        socket.close();
    }
}

服务器

package iss.demo03;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

//接收端
public class UdpServersSocket {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、设置开放端口
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);

        //2、准备接受数据包
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
        socket.receive(packet);

        System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
        //3、将需要打印得数据进行格式转换
        System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));

        socket.close();

    }
}

1.8_1 UDP多线程在线聊天

发送消息

package iss.demo04;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;

public class TalkSend implements Runnable {

    private int fromPort;
    private String toIP;
    private int toPort;

    DatagramSocket socket;
    BufferedReader reader;

    public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
            //准备数据：控制台读取System.in
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }


    public void run() {

        while (true) {
            try {
                String data = reader.readLine();
                byte[] datas = data.getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress(this.toIP, this.toPort));
                socket.send(packet);
                if ("bye".equals(data)) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();

    }
}

接收消息

package iss.demo04;

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class TalkReceive implements Runnable {

    DatagramSocket socket;
    private int fromPort;
    private String msgFrom;

    public TalkReceive(int fromPort, String msgFrom) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.msgFrom = msgFrom;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void run() {
        while (true){
            try {
                //准备接收包裹
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);
                socket.receive(packet);// 阻塞式接收包裹

                //断开连接 bye
                byte[] data = packet.getData();
                String receiveData = new String(data, 0, data.length);

                System.out.println(msgFrom+":"+receiveData);

                if("bye".equals(data)){
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();

    }
}

启动：

学生端

package iss.demo04;

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //给学生发消息
        new Thread(new TalkSend(1998,"127.0.0.1",9999)).start();
        new Thread(new TalkReceive(9998,"学生")).start();
    }
}

老师端

package iss.demo04;

public class TalkTeacher {
    //给老师发消息
    public static void main(String[] args) {
        new Thread(new TalkSend(1999,"127.0.0.1",9998)).start();
        new Thread(new TalkReceive(9999,"老师")).start();
    }
}

小结

利用UDP协议发送数据，只需要“需要发送的数据+对方IP+对方Port”,
接收数据则只需要设置自己的Port即可。

URL

https://www.baidu.com/

统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源

 package iss.demo04;
 
 import java.net.MalformedURLException;
 import java.net.URL;
 //          协议： //ip地址：端口/项目名/资源
 
 public class URLDemo {
     public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
         URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=kuangshen&password=123");
         System.out.println(url.getProtocol());//协议
         System.out.println(url.getHost());//主机ip
         System.out.println(url.getPort());//端口
         System.out.println(url.getPath());//文件
         System.out.println(url.getFile());//全路径
         System.out.println(url.getQuery());//参数
 
     }
 }

通过url下载网络资源

 package iss.demo04;
 
 import java.io.FileOutputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.net.HttpURLConnection;
 import java.net.URL;
 
 public class URLDown {
 
     public static void main(String[] args) throws IOException {
         //1.下载地址
         URL url = new URL("https://m701.music.126.net/20210616222556/7c8c89f72b4e0be5ec3413451cd3d388/jdyyaac/obj/w5rDlsOJwrLDjj7CmsOj/9357570451/6a9e/2c19/3f73/4c477127795b0cdbdc941b390854d3ad.m4a");
         //2.连接到这个资源 HTTP
         HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
         InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();
 
         FileOutputStream fos = new FileOutputStream("f.mp4");
 
         byte[] buffer = new byte[1024];
         int len;
         if ((len = inputStream.read(buffer))!=-1){
             fos.write(buffer,0,len);
         }
         //断开连接
         fos.close();
         inputStream.close();
         urlConnection.disconnect();
     }
 
 }

posted @ 2021-08-30 14:35 hudiaoyu2 阅读(57) 评论(0) 编辑收藏举报

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