第78节:Java中的网络编程(上)

Posted 2021-02-06 程序员哆啦A梦

第78节:Java中的网络编程(上)

前言

网络编程涉及ip,端口,协议,tcp和udp的了解,和对socket通信的网络细节.

网络编程

OSI开放系统互连

网络编程指IO加网络

TCP/IP模型:

1. 应用层
2. 传输层
3. 网际层
4. 主机到网络层

OSI模型:(封装) 网络1封包->网络2拆包

1. 应用层
2. 表示层
3. 会话层
4. 传输层
5. 网络层
6. 数据链路层
7. 物理层

网络通讯要素:

1. ip地址
2. 端口号
3. 传输协议

主机名和ip地址是对应的,默认的主机名:localhost

java.net
类 InetAddress

java.lang.Object
-> java.net.InetAddress

已实现的接口: Serializable
已知子类: Inet4Address, Inet6Address

public class InetAddress extends Object implements Serializable
该类表示互联网协议ip地址

ip地址是ip使用32或128位无符号数字,它是一种低级的协议,UDP和TCP协议都是在它的基础上构建的.

InetAddress的实例包含ip地址,相应的主机名

升级:

java.net
类 Inet6Address

java.lang.Object
-> java.net.InetAddress
-> java.net.Inet6Address

所有已实现的接口:Serializable

public final class Inet6Address extends InetAddress
该类表示互联网协议第6版地址

获取ip地址

package com.dashucoding.ip;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class IPDemo {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // ip地址对象 InetAddress

        // 获取本地主机地址对象
        InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
        // 获取主机地址和主机名
        System.out.println(ip.getHostAddress() + ":" + ip.getHostName());

        InetAddress ip2 = InetAddress.getByName("192.168.2.151");
        // 获取主机地址和主机名
        System.out.println(ip.getHostAddress() + ":" + ip.getHostName());

        // 主机名是需要进行解析的
    }

}

域名解析_查表

C:WindowsSystem32driversetc

DNS域名解析服务器,宽带服务.配置DNS域名服务器主机,一个网址浏览要到它的Ip地址,要找到,就会把ip地址放到DNS域名解析服务器,供给本地使用宽带连接的使用,就可以在浏览器中找到ip地址,浏览网址了.

装DNS服务器软件,把你要浏览的地址ip写进去就可以了

有些软件需要进行注册序列号?

// hosts 文件配置
127.0.0.1 www.###.cn // 该域名地址

端口

端口,为物理端口,一台电脑发送信息给另一台电脑的软件,发送ip地址完, 要带上端口号, 然后 对应另一台接收消息的软件 有个软件应用程序的数字标识,为逻辑端口, 这样就可以对应发送到另一台电脑上的对应软件接收消息.

我今天要去一家酒店去了地址,到了楼层, 要知道哪个房间号,才知道对应做什么事.

传输协议

TCP和UDP: 传输协议,传输规则,通讯规则,传输层.

UDP,不需要建立连接.我发给你信息,不管你在不在,我就发给你了.我送你东西,写个地址,发到你家就行.有个包,装东西,有大小限制,最多是64k的限制数据.(好处,速度快,不可靠)

TCP发数据,要确保连接是不是畅通的.TCP是通过三次握手完成的,确保数据的连接畅通.用流行的话语:

完成了三次TCP握手:

女朋友发给男朋友
:"在吗?"

男朋友回复女朋友
:"我在!"

女朋友回复男朋友
:"我知道了"

这样爱情可靠,但是很浪费时间的,这样维护情感有点耗时,但是很可靠.

TCP断开就不传了,UDP不管.电话来形容TCP,对讲机来形容UDP.

Socket

Socke <-> Socket
数据在两者之间通过IO传输,传输协议TCP或UDP

Socket就像两端插口,传输协议不一样,Socket插口也是由不同的类型的.数据在两者之间进行传输,数据是基于网络的io流进行传输的,传输过程就是传入和传出的过程

UDP_发送端_out

java.net
Class DatagramSocket
java.lang.Object
-> java.net.DatagramSocket

All Implemented Interfaces: 
Closeable, AutoCloseable
已知直接子类：
MulticastSocket

public class DatagramSocket extends Object implements Closeable
该类为用于发送和接收数据报数据包的套接字,数据报套接字是分组传送服务的发送或接收点.

例子:

DatagramSocket s = new DatagramSocket(null); 
s.bind(new InetSocketAddress(8888));

DatagramSocket s = new DatagramSocket(8888);

构造方法摘要

方法	说明
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(DatagramSocketImpl impl)	使用指定的DatagramSocketImpl创建一个未绑定的数据报套接字
DatagramSocket(int port)	构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)	创建一个数据报套接字，绑定到指定的本地地址
DatagramSocket(SocketAddress bindaddr)	创建一个数据报套接字，绑定到指定的本地套接字地址

receive(DatagramPacket p):从此套接字接收数据报包
send(DatagramPacket p):从此套接字发送数据报包

java.net
Class DatagramPacket
java.lang.Object
-> java.net.DatagramPacket

public final class DatagramPacket extends Object
该类表示数据报包

将数据封装到数据包中,数据包对象为DatagramPacket 

数据包

DatagramPacket(byte[] buf, int length)
// 字节数组来的

构造一个DatagramPacket用于接收长度的数据包length.

receive
public void receive(DatagramPacket p) throws IOException
此套接字接收数据报包
返回, DatagramPacket的缓冲区填充了接收的数据
数据报包也包含发送的ip地址和发送方的端口号

UDPSend

package com.dashucoding.udp;

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

public class UDPSend {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        
        System.out.println("udp 发送端 run");
        // 先建立upd的socket 面向对象编程
        // 将数据封装到数据包中
        // 使用Socket对象的send方法
        // 将数据包发送出去
        // 关闭资源
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        // 数据
        String text = "我是发送端,发送的数据";
        // 将数据转成字节数组
        byte[] buf = text.getBytes();
        // 将字节数据封装到数据包中
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("你的ip地址"),10000);
        // 发送
        ds.send(dp);
        // 发完关掉,不然留着资源干嘛
        ds.close();
        
    }

}

package com.dashucoding.udp;

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

public class UDPRece {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        System.out.println("udp 接收端 run");
        // 定义udp接收数据,显示在屏幕上
        // 先有插座嘛,udpsocket服务
        // 接收数据前 -> 先将数据存储到数据包中
        // 先定义数据包
        // 数据包对象会获取数据包中的内容,发送端的ip和端口
        // 关闭资源
        
        // 有upsocket服务
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        // 接收数据,接收字节数据
        byte[] buf = new byte[1024];
        // 定义包
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);
        
        // 还没存到数据包,进行存储
        ds.receive(dp); // 阻塞
        
        String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
        int port = dp.getPort();
        String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
        
        System.out.println(ip+" : "+port+" : "+text);
        // 关闭资源
        ds.close();
        
    }

}

键盘录入

发送端:

package com.dashucoding.udp2;

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

public class UDPSend2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("udp2 发送端 run");
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        // 数据来源于键盘录入
        BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line = null;
        while ((line = bufr.readLine()) != null) {
            if("over".equals(line)) {
                break;
            }
            // 将数据转成字节数组
            byte[] buf = line.getBytes();
            // 将字节数据封装到数据包中
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("你的ip地址"), 10002);
            ds.send(dp);
            // 发完关掉,不然留着资源干嘛
        }

        ds.close();
    }

}

接收端:

package com.dashucoding.udp2;

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

public class UDPRece2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 有upsocket服务
        System.out.println("udp2 接收端 run");
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10002);
        while (true) {

            // 接收数据,接收字节数据
            byte[] buf = new byte[1024];
            // 定义包
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);

            // 还没存到数据包,进行存储
            ds.receive(dp); // 阻塞

            String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
            int port = dp.getPort();
            String text = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());

            System.out.println(ip + " : " + port + " : " + text);
            // 关闭资源
        }
        // ds.close();
    }
}

群聊工程

变化ip地址192.168.1.255

TCP

Socket()
通过系统默认类型的SocketImpl创建未连接套接字

Socket(InetAddress address, int port)
创建一个流套接字并将其连接到指定ip地址的指定端口

Socket(String host, int port)
创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

getOutputStream()

返回此套接字的输出流

网络编程_TCP_服务端

package com.dashucoding.tcp;

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

public class TCPClient {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 建立tcp的客户端socket 明确服务端的地址和端口
        // socket io流
        // 获取socket流
        
        System.out.println("客户端运行");
        // 建立tcp的客户端socket,明确服务端的地址和端口
        Socket s = new Socket("ip地址",20003);
        // socket输出流数据发送
        OutputStream out = s.getOutputStream();
        // 通过socket输出流将数据发送
        out.write("hello tcp 来了".getBytes());
        // 关闭
        s.close();
    }

}

package com.dashucoding.tcp;

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

public class TCPServer {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 获取客户端的数据,在屏幕上

        // 思路
        // 创建服务端的socket,明确端口,监听一个端口
        // 服务端只要获取到链接过来的客户端就可以和指定的客户端通信了
        // 通过获取客户端的读取流对象读取客户端发来的数据.
        // 显示屏幕上
        System.out.println("服务端运行");

        // 创建服务端的socket,明确接收端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(20003);

        while (true) {
            // 服务端只要获取到连接过来的客户端就可以和指定的客户端通信
            Socket s = ss.accept();
            String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
            System.out.println(ip + "...connected");

            // 通过获取客户端的读取流对象读取客户端发送来的数据
            InputStream in = s.getInputStream();
            // 流操作
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = in.read(buf);
            String text = new String(buf, 0, len);
            System.out.println(text);
            // 关闭
            s.close();
        }
        // ss.close();
    }

}

客户端和服务端交互

客户端:

package com.dashucoding.tcp2;

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

public class TCPClient2 {

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 实现客户端和服务端的收发过程
        System.out.println("客户端2 启动");
        // 创建客户端的socket对象 
        Socket s = new Socket("ip地址",20004);
        // 发送数据,通过socket输出流完成
        OutputStream out = s.getOutputStream();
        out.write("服务端,我来了".getBytes());
        
        // 读取服务端返回的数据,通过socket输入流
        InputStream in = s.getInputStream();
        byte[] buf=new byte[1024];
        int len = in.read(buf);
        String text = new String(buf,0,len);
        System.out.println(text);
        
        // 关闭资源
        s.close();
    }

}

服务端:

package com.dashucoding.tcp2;

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

public class TCPServer2 {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("服务端2 启动");
        // 创建tcp服务端socket明确端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(20004);

        while (true) {
            // 获取客户端
            Socket s = ss.accept();
            System.out.println(s.getInetAddress().getHostAddress() + "...");

            // 读取客户端的发送过来的数据
            InputStream in = s.getInputStream();
            byte[] buf = new byte[1024];
            int len = in.read(buf);
            String text = new String(buf, 0, len);
            System.out.println(text);
            // 给客户端回馈数据
            OutputStream out = s.getOutputStream();
            out.write("客户端,我已经收到".getBytes());

            // 关闭客户端
            s.close();
        }
        // 关闭服务端
        // ss.close();
    }

}

小结

网络编程到网络模型:一开始7层到4层

传输层的了解

网络通讯:

1. ip:用于网络中主机的数字标识
2. 端口:用于应用程序的数字标识
3. 传输协议:用于数据传输的规则

TCP和UDP的区别

TCP: 面向连接,三次握手,速度慢,可靠
UDP: 面向无连接,速度快,不可靠

实现UDP的通信:

可以发送，又可以接收 DatagramSocket DatagramPacket 数据包对象

实现TCP传输:

客户端，服务端

客户端要明确服务端的ip+端口,而服务端要明确端口,通过accept的方法获取客户端对象.

结言

那么你是否掌握了,什么是tcp和udp,socket通信机制,以及ip,端口,协议.

达叔小生：往后余生，唯独有你
You and me, we are family !
90后帅气小伙，良好的开发习惯；独立思考的能力；主动并且善于沟通
简书博客： 达叔小生
https://www.jianshu.com/u/c785ece603d1

结语

• 下面我将继续对 其他知识 深入讲解 ，有兴趣可以继续关注
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