javaAPI_网络编程基础_网络编程基础1

Posted 2021-02-04 德墨特尔

网络编程基础

1.网络编程概述

(1).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。

(2).网络编程
就是用来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.网络模型概述以及图解

(1).计算机网络之间以何种规则进行通信，就是网络模型研究问题.

(2).网络模型一般是指
OSI（Open System Interconnection开放系统互连）参考模型
TCP/IP参考模型

(3).图解

3.网络编程三要素

(1).IP地址:
网络中计算机的唯一标识。
计算机只能识别二进制的数据，所以我们的IP地址应该是一个二进制的数据。
但是呢，我们配置的IP地址确不是二进制的，为什么呢?
IP：192.168.1.100
换算：11000000 10101000 00000001 01100100
假如真是：11000000 10101000 00000001 01100100的话。
我们如果每次再上课的时候要配置该IP地址，记忆起来就比较的麻烦。
所以，为了方便表示IP地址，我们就把IP地址的每一个字节上的数据换算成十进制，然后用.分开来表示：
"点分十进制"
IP地址的组成：网络号段+主机号段
A类：第一号段为网络号段+后三段的主机号段
一个网络号：256*256*256 = 16777216
B类：前二号段为网络号段+后二段的主机号段
一个网络号：256*256 = 65536
C类：前三号段为网络号段+后一段的主机号段
一个网络号：256
IP地址的分类：
A类 1.0.0.1---127.255.255.254 (1)10.X.X.X是私有地址(私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址) (2)127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。
B类 128.0.0.1---191.255.255.254 172.16.0.0---172.31.255.255是私有地址。169.254.X.X是保留地址。
C类 192.0.0.1---223.255.255.254 192.168.X.X是私有地址
D类 224.0.0.1---239.255.255.254
E类 240.0.0.1---247.255.255.254

两个DOS命令：
ipconfig 查看本机ip地址
ping 后面跟ip地址。测试本机与指定的ip地址间的通信是否有问题

特殊的IP地址：
127.0.0.1 回环地址(表示本机)
x.x.x.255 广播地址
x.x.x.0 网络地址

(2).端口号：
正在运行的程序的标识。
有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。

(3).协议：

通信的规则
UDP：
把数据打包
数据有限制
不建立连接
速度快
不可靠
TCP：
建立连接通道
数据无限制
速度慢
可靠

举例：
UDP：发短信
TCP：打电话

4.Socket套接字

(1).概述
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字


(2).Socket套接字原理机制
A:通信的两端都有Socket。
B:网络通信其实就是Socket间的通信。
C:数据在两个Socket间通过IO传输

(3).Socket通信原理图

5.UDP协议发送接收数据[DatagramSocket]

(1).实现步骤:

A:创建发送端Socket对象
B:创建数据，并把数据打包
C:调用Socket对象的发送方法发送数据包
D:释放资源

(2).使用UDP发送数据
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建发送端Socket对象
// DatagramSocket()
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

// 创建数据，并把数据打包
// DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
// 创建数据
byte[] bys = "hello,udp,我来了".getBytes();
// 长度
int length = bys.length;
// IP地址对象
InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.12.92");
// 端口
int port = 10086;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length, address, port);

// 调用Socket对象的发送方法发送数据包
// public void send(DatagramPacket p)
ds.send(dp);

// 释放资源
ds.close();
}

(3).使用UDP接收数据步骤
A:创建接收端Socket对象
B:创建一个数据包(接收容器)
C:调用Socket对象的接收方法接收数据
D:解析数据包，并显示在控制台
E:释放资源


(4).UDP协议接收数据包
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建接收端Socket对象
// DatagramSocket(int port)
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

// 创建一个数据包(接收容器)
// DatagramPacket(byte[] buf, int length)
byte[] bys = new byte[1024];
int length = bys.length;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length);

// 调用Socket对象的接收方法接收数据
// public void receive(DatagramPacket p)
ds.receive(dp); // 阻塞式

// 解析数据包，并显示在控制台
// 获取对方的ip
// public InetAddress getAddress()
InetAddress address = dp.getAddress();
String ip = address.getHostAddress();
// public byte[] getData():获取数据缓冲区
// public int getLength():获取数据的实际长度
byte[] bys2 = dp.getData();
int len = dp.getLength();
String s = new String(bys2, 0, len);
System.out.println(ip + "传递的数据是:" + s);

// 释放资源
ds.close();
}

(5).UDP发送和接收数据图解


(6).优化发送接收程序

//发送数据
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建发送端的Socket对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

// 创建数据并打包
byte[] bys = "helloworld".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,
InetAddress.getByName("192.168.12.92"), 12345);

// 发送数据
ds.send(dp);

// 释放资源
ds.close();
}

//接收数据
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建接收端的Socket对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);

// 创建一个包裹
byte[] bys = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

// 接收数据
ds.receive(dp);

// 解析数据
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
System.out.println("from " + ip + " data is : " + s);

// 释放资源
ds.close();
}

6.UDP协议使用练习

(1).从键盘录入数据进行发送，如果输入的是886那么客户端就结束输入数据。
//接收端
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建接收端的Socket对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);

while (true) {
// 创建一个包裹
byte[] bys = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

// 接收数据
ds.receive(dp);

// 解析数据
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
System.out.println("from " + ip + " data is : " + s);
}

// 释放资源
// 接收端应该一直开着等待接收数据，是不需要关闭
// ds.close();
}

//发送端
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建发送端的Socket对象
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

// 封装键盘录入数据
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line = br.readLine()) != null) {
if ("886".equals(line)) {
break;
}

// 创建数据并打包
byte[] bys = line.getBytes();
// 单个机器接收数据
// DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,
// InetAddress.getByName("192.168.12.92"), 12345);
// 使用官博地址，所有人都可以收到
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,
InetAddress.getByName("192.168.12.255"), 12345);

// 发送数据
ds.send(dp);
}

// 释放资源
ds.close();
}

(2).改进版1:多线程实现聊天程序

//接收端
public class ReceiveThread implements Runnable {

//构造方法接收参数
private DatagramSocket ds;

public ReceiveThread(DatagramSocket ds) {
this.ds = ds;
}

@Override
public void run() {
try {
while (true) {
// 创建一个包裹
byte[] bys = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

// 接收数据
ds.receive(dp);

// 解析数据
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
System.out.println("from " + ip + " data is : " + s);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

//发送端
public class SendThread implements Runnable {

//构造方法接收参数
private DatagramSocket ds;

public SendThread(DatagramSocket ds) {
this.ds = ds;
}

@Override
public void run() {
try {
// 封装键盘录入数据
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(
System.in));
String line = null;
while ((line = br.readLine()) != null) {
if ("886".equals(line)) {
break;
}

// 创建数据并打包
byte[] bys = line.getBytes();
// DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,
// InetAddress.getByName("192.168.12.92"), 12345);
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length,
InetAddress.getByName("192.168.12.255"), 12306);

// 发送数据
ds.send(dp);
}

// 释放资源
ds.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

//主线程类
public class ChatRoom {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket dsSend = new DatagramSocket();
DatagramSocket dsReceive = new DatagramSocket(12306);

SendThread st = new SendThread(dsSend);
ReceiveThread rt = new ReceiveThread(dsReceive);

Thread t1 = new Thread(st);
Thread t2 = new Thread(rt);

t1.start();
t2.start();
}
}

(2).最终版:多线程实现聊天程序
//代码省略