网络编程入门--01入门

Posted 2021-05-14 Anrys

网络编程入门

• 1.网络编程入门
• • 1.1网络编程概述
  • 1.2网络编程三要素
  • 1.3 IP地址
  • 1.4IntAddress
  • 1.5端口和协议
• 2.UDP通信程序
• • 2.1UDP发送数据
  • 2.2 UDP接收数据
  • 2.3 UDP通信程序
  • 2.4UDP三种通讯方式
  • 2.5 UDP组播实现
  • 2.6 UDP广播实现

1.网络编程入门

1.1网络编程概述

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。
网络编程是在网络通信协议下，不同计算机上运行的程序，可以进行数据传输。

1.2网络编程三要素

• IP地址
  要想让网络中的计算机能够互相通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识
• 端口
  网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网络通信时，如何区分这些应用程序呢？如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识
• 协议
  通过计算机网络可以使多台计算机实现连接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、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才能完成数据交换。常见的协议有UDP协议和TCP协议

1.3 IP地址

IP地址：是网络中设备的唯一标识
P地址分为两大类：

• IPv4：是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”，这么长的地址，处理起来也太费劲了。为了方便使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分隔不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多
• 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。为了扩大地址空间，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，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题
• DOS常用命令：ipconfig：查看本机IP地址；ping IP地址：检查网络是否连通
• 特殊IP地址：127.0.0.1：是回送地址，可以代表本机地址，一般用来测试使用

1.4IntAddress

InetAddress：此类表示Internet协议（IP）地址

• 相关方法
  
• 代码演示

public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
		//InetAddress address = InetAddress.getByName("itheima");
        InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.66");

        //public String getHostName()：获取此IP地址的主机名
        String name = address.getHostName();
        //public String getHostAddress()：返回文本显示中的IP地址字符串
        String ip = address.getHostAddress();

        System.out.println("主机名：" + name);
        System.out.println("IP地址：" + ip);
    }
}

1.5端口和协议

• 端口：设备上应用程序的唯一标识
• 端口号：用两个字节表示的整数，它的取值范围是0_{65535。其中，0}1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用，普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用，会导致当前程序启动失败
• 协议：计算机网络中，连接和通信的规则被称为网络通信协议
• UDP协议：
  
• TCP协议
  

2.UDP通信程序

2.1UDP发送数据

• java中的UDP通信：
  1、UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送，接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器的概念；
  2、Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

• 构造方法
  

• 相关方法
  

• 发送数据的步骤
  1、创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
  2、创建数据，并把数据打包
  3、调用DatagramSocket对象的方法发送数据
  4、关闭发送端

• 代码演示

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

        //创建数据，并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        //构造一个数据包，发送长度为 length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys = "hello,udp,我来了".getBytes();

        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10086);

        //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        //void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包
        ds.send(dp);

        //关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字
        ds.close();
    }
}

2.2 UDP接收数据

• 接收数据的过程
  1、创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
  2、创建一个数据包，用于接收数据
  3、调用DatagramSocket对象的方法接收数据
  4、解析数据包，并把数据在控制台显示
  5、关闭接收端
• 构造方法
  
• 相关方法
  
• 事例代码

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

      	//创建一个数据包，用于接收数据
      	byte[] bys = new byte[1024];
      	DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

      	//调用DatagramSocket对象的方法接收数据
      	ds.receive(dp);

      	//解析数据包，并把数据在控制台显示
      	System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0,                                             dp.getLength()));
        }
    }
}

2.3 UDP通信程序

• 案例需求
  1、UDP发送数据：数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束；
  2、UDP接收数据：因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收；
• 代码

/*
    UDP发送数据：
        数据来自于键盘录入，直到输入的数据是886，发送数据结束
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //键盘录入数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
          	String s = sc.nextLine();
            //输入的数据是886，发送数据结束
            if ("886".equals(s)) {
                break;
            }
            //创建数据，并把数据打包
            byte[] bys = s.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.66"), 12345);

            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}

/*
    UDP接收数据：
        因为接收端不知道发送端什么时候停止发送，故采用死循环接收
 */
public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
        while (true) {
            //创建一个数据包，用于接收数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
            //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
            ds.receive(dp);
            //解析数据包，并把数据在控制台显示
            System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
        }
        //关闭接收端
//        ds.close();
    }
}

2.4UDP三种通讯方式

2.5 UDP组播实现

// 发送端
public class ClinetDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 组播";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
        int port = 10000;
        // 2. 创建数据，并把数据打包(DatagramPacket)
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
        // 2. 创建一个箱子,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 把当前计算机绑定一个组播地址,表示添加到这一组中.
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
        // 4. 将数据接收到箱子中
        ms.receive(dp);
        // 5. 解析数据包,并打印数据
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 6. 释放资源
        ms.close();
    }
}

2.6 UDP广播实现

代码

// 发送端
public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	// 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
		// 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        String s = "广播 hello";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
		// 3. 发送数据
        ds.send(dp);
		// 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
// 接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        // 2. 创建一个数据包，用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);
        // 4. 解析数据包，并把数据在控制台显示
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 5. 关闭接收端
        ds.close();
    }
}