网络编程

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：

数据交换，通信

 

想要达到这个效果需要什么：

1. 如何准确地定位网络上的一台主机 192.168.16.124：端口，定位i到这个计算机上的某个资源

2. 找到了这个主机，如何传输数据呢？

 

Javaweb：网页编程 B/S架构

网络编程：TCP/IP C/S架构

1.2 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（ip）：5900（端口号：代表某一个应用）

规则：网络通信的协议

http，ftp，smtp，tcp，udp...

TCP/IP参考模型

 

 

小结：

1. 网络编程中，有两个主要的问题

   • 如何准确地定位到网络上的一台或多台主机

   • 找到主机后如何进行通信

2. 网络编程中的要素

   • IP和端口号 IP

   • 网络通信写协议 UDP，TCP

3. 万物皆对象

 

1.3 IP

IP地址：InetAddress

• 唯一定位一台网络上的的计算机

• 127.0.0.1 ： 本机 locallhost

• ip地址的分类：

  • ipv4 / ipv6

    • IPV4：127.0.0.1 4个字节组成，0~255，42亿

    • IPV6：fe80::98a4:d381:b39:14c1%17 ， 128位， 8个无符号整数

       2001:0bb2:aaaa:0015:0000:0000:laaa: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的

• 域名：记忆ip问题

  • ip：www.jd.com

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程

• 不同的进程由不同的端口号，不能冲突，用来区分软件

• 端口被规定0~65535

• TCP，UDP：65535*2 tcp：80，udp：80，单个协议下，端口号不能冲突

• 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，分配给用户或程序

    • Tomcat：8080

    • MySQL：3306

    • Oracle：1521

  • 动态、私有端口：49152~65535

     netstat -ano # 查看所有端口
     netstat -ano|findstr "5900" # 查看指定的端口
     tasklist|findstr "" # 查看指定端口的进程
     Crtl + Shift + Esc 任务管理器

     

 package com.kuang.lesson01;
 ​
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.InetSocketAddress;
 ​
 public class TestInetSocketAddress {
     public static void main(String[] args) {
         InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
         System.out.println(inetSocketAddress);
         InetSocketAddress inetSocketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
         System.out.println(inetSocketAddress2);
 ​
         InetAddress address = inetSocketAddress.getAddress();
         System.out.println(address);
         System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());//地址
         System.out.println(inetSocketAddress.getPort());//端口
     }
 }
 ​

1.5 通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的是普通话交流。

网络通信协议：速率，传输码率，代码结构，传输控制。。。。

问题：非常复杂

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：

• IP：网络互连协议

 

TCP UDP对比

TCP：打电话

• 连接，稳定

• 三次握手，四次挥手

   最少需要三次，才能稳定连接，以下是三次交流
   A:你瞅啥？
   B:瞅你咋地？
   A:干一场！
   ​
   ​
   A:我要断开了
   B:我知道你要断开了
   B:你真的断开了吗
   A:我真的要断开了

   

• 客户端、服务端

• 传输完成，释放连接，效率低

 

UDP：发短信

• 不连接，不稳定

• 客户端、服务端：没有明确的界限

• 不管有没有准备好，都可以发给你

• 导弹攻击

• DDOS：洪水攻击~饱和攻击

1.6 TCP

客户端

1. 连接服务器Socket

2. 发送消息

 package com.kuang.lesson02;
 ​
 import java.io.IOException;
 import java.io.OutputStream;
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.Socket;
 import java.net.UnknownHostException;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 ​
 //客户端
 public class TcpClientDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws IOException {
         //1. 要知道服务器的地址
         InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
         //2. 端口号
         int port = 9999;
         //3. 创建一个socket连接
         Socket socket = new Socket(serverIP,port);
 ​
         //4. 发送消息 IO流
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         os.write("你好，欢迎学习".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
 ​
         if(socket!=null)
             socket.close();
         if(os!=null)
             os.close();
     }
 }
 ​

 

服务器

1. 建立服务的端口 ServerSocket

2. 等待用户的的连接 accept

3. 接受用户的消息

 package com.kuang.lesson02;
 ​
 import java.io.ByteArrayOutputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.net.ServerSocket;
 import java.net.Socket;
 ​
 //服务端
 public class TcpServerDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         ServerSocket serverSocket = null;
         Socket socket = null;
         InputStream is = null;
         ByteArrayOutputStream baos = null;
 ​
         //1. 我得有一个地址
         serverSocket = new ServerSocket(9999);
         while(true){
             //2. 等待客户端连接过来
             socket = serverSocket.accept();
             //3. 读取客户端消息
             is = socket.getInputStream();
 ​
             //管道流
             baos = new ByteArrayOutputStream();
             byte[] buffer = new byte[1024];
             int len;
             while ((len=is.read(buffer))!=-1){
                 baos.write(buffer,0,len);
             }
             System.out.println(baos.toString());
         }
 ​
         //关闭资源
 //        if(baos!=null)
 //            baos.close();
 //        if(is!=null)
 //            is.close();
 //        if(socket!=null)
 //            socket.close();
 //        if(serverSocket!=null)
 //            serverSocket.close();
     }
 }
 ​

文件上传

客户端

 package com.kuang.lesson02;
 ​
 ​
 import java.io.*;
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.Socket;
 ​
 public class TcpClientDemo02 {
     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"),9000);
         //2. 创建一个输出流
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         //3. 读取文件
         FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("D:\\Code\\JAVA\\网络编程\\src\\name.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
 ​
 ​
         //确定服务器接收完毕，才能断开连接
         InputStream is = socket.getInputStream();
         //String byte[]
         ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
 ​
         byte[] buffer2 = new byte[1024];
         int len2;
         while ((len2 = fis.read(buffer2)) != -1){
             baos.write(buffer2,0,len2);
         }
         System.out.println(baos.toString());
 ​
         baos.close();
         is.close();
         fis.close();
         os.close();
         socket.close();
 ​
     }
 }
 ​

 

服务器端

 package com.kuang.lesson02;
 ​
 import java.io.*;
 import java.net.ServerSocket;
 import java.net.Socket;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 ​
 public class TcpServerDemo02 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         ServerSocket serverSocket = null;
         Socket socket = null;
         InputStream is = null;
 ​
         //1. 创建服务
         serverSocket = new ServerSocket(9000);
         //2. 等待客户端连接过来，阻塞式监听，会一直等待客户端连接
         socket = serverSocket.accept();
         //3. 获取输入流
         is = socket.getInputStream();
 ​
         //4. 文件输出
         FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("D:\\Code\\JAVA\\网络编程\\src\\receive.jpg"));
         byte[] buffer = new byte[1024];
         int len;
         while ((len=is.read(buffer))!=-1){
             fos.write(buffer,0,len);
         }
 ​
         //通知客户端我接收完毕了
         OutputStream os = socket.getOutputStream();
         os.write("接收完毕".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
 ​
 ​
         //关闭资源
         fos.close();
         is.close();
         socket.close();
         serverSocket.close();
     }
 }

Tomcat

服务端

• 自定义 S

• Tomcat S：Java后台开发

客户端

• 自定义 C

• 浏览器 B

1.7 UDP

发短信：不用链接，需要知道对方的地址

发送端

 package com.kuang.lesson03;
 ​
 import java.io.IOException;
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.InetAddress;
 import java.net.SocketException;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 ​
 //不需要连接服务器
 public class UdpClientDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws IOException {
         //1. 建立一个socket
         DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
 ​
         //2. 建个包
         String msg = "你好";
         //发送给谁
         InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
         int port = 9090;
         // 数据，数据的长度起始，发送给谁：ip，端口号
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), 0, msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8).length, localhost, port);
         //3. 发送包
         socket.send(packet);
     }
 }
 ​

接收端

 package com.kuang.lesson03;
 ​
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.SocketException;
 ​
 //还是要等待客户端的连接
 public class UdpServerDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //开放端口
         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
         //接受包
         byte[] bytes = new byte[1024];
         DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, 0, bytes.length);//接收
         socket.receive(packet);//阻塞接收
 ​
         System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
         System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));
         //关闭连接
         socket.close();
     }
 }
 ​

循环发送消息

 package com.kuang.chat;
 ​
 import java.io.BufferedReader;
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.InetSocketAddress;
 import java.net.SocketException;
 import java.nio.charset.StandardCharsets;
 import java.util.Scanner;
 ​
 public class UdpSenderDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
 ​
         //准备数据：控制台读取 {system.in}
         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
         while (true){
             String data = scanner.next();
             byte[] datas = data.getBytes();
             DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length,new InetSocketAddress("localhost",6666));
             socket.send(packet);
             if(data.equals("bye")){
                 break;
             }
         }
 ​
     }
 }
 ​

循环接收消息

 package com.kuang.chat;
 ​
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.SocketException;
 ​
 public class UdpReceiveDemo01 {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
 ​
 ​
         while (true){
             //准备接收包
             byte[] container = new byte[1024];
             DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
             socket.receive(packet);
 ​
             //断开连接 bye
             byte[] data = packet.getData();
             String datas = new String(data, 0, data.length);
 ​
             System.out.println(datas.trim());
 ​
             if(datas.trim().equals("bye")){
                 break;
             }
         }
     }
 }
 ​

在线咨询：两个人都可以是发送方，也可以是接收方

多线程 TalkReceive

 package com.kuang.chat;
 ​
 import java.io.IOException;
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.InetSocketAddress;
 import java.net.SocketException;
 import java.util.Scanner;
 ​
 public class TalkSend implements Runnable{
     DatagramSocket socket = null;
     Scanner scanner = null;
 ​
     private int fromPort;
     private String toIP;
     private int toPort;
 ​
     public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) throws Exception {
         this.fromPort = fromPort;
         this.toIP = toIP;
         this.toPort = toPort;
 ​
         socket = new DatagramSocket(fromPort);
         scanner = new Scanner(System.in);
     }
 ​
     @Override
     public void run() {
         while (true){
             try {
                 String data = scanner.next();
                 byte[] datas = data.getBytes();
                 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length,new InetSocketAddress(this.toIP,this.toPort));
                 socket.send(packet);
 ​
                 if(data.equals("bye")){
                     break;
                 }
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }
 ​

多线程 TalkSend

 package com.kuang.chat;
 ​
 import java.io.IOException;
 import java.net.DatagramPacket;
 import java.net.DatagramSocket;
 import java.net.SocketException;
 import java.util.Scanner;
 ​
 public class TalkReceive implements Runnable{
     DatagramSocket socket = null;
     private int port;
     private String msgFrom;
 ​
     public TalkReceive(int port, String msgFrom) throws SocketException {
         this.port = port;
         this.msgFrom = msgFrom;
         socket = new DatagramSocket(port);
     }
 ​
     @Override
     public void run() {
 ​
         while (true){
             try {//准备接收包
                 byte[] container = new byte[1024];
                 DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
 ​
                 socket.receive(packet);
 ​
 ​
                 //断开连接 bye
                 byte[] data = packet.getData();
                 String datas = new String(data, 0, data.length);
 ​
                 System.out.println(this.msgFrom + "：" + datas.trim());
 ​
                 if(datas.trim().equals("bye")){
                     break;
                 }
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }
 }

老师：

 package com.kuang.chat;
 ​
 public class TalkTeacher {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //开启两个线程
         new Thread(new TalkSend(5555,"localhost",8888)).start();
         new Thread(new TalkReceive(9999,"学生")).start();
     }
 }

 

学生：

 package com.kuang.chat;
 ​
 public class TalkStudent {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         //开启两个线程
         new Thread(new TalkSend(7777,"localhost",9999)).start();
         new Thread(new TalkReceive(8888,"老师")).start();
     }
 }

1.8 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

DNS 域名解析 www.baidu.com xxx.x..x..x

 协议：//ip地址：端口号/项目名/资源