第21章 网络编程

Posted 2021-12-18 Spring-_-Bear

韩顺平_循序渐进学Java零基础_第21章 网络编程(P662 - P684)

第21章 网络编程

662. 网络相关概念

663. IP地址

• IP 地址概念： 用于唯一标识网络中的每台计算机（主机）
• DOS 查看 IP 地址：ipconfig
• IPV4 用 4 字节共 32 位标识一个 IP 地址（点分十进制）
• IPV6 用 8 字节共 128 位标识一个 IP 地址
• IP 地址的组成：网络地址 + 主机地址
• IPV4 的分类：127.0.0.1 表示本机地址

分类	表示方法	范围
A	0 + 7 位网络号 + 24 位主机号	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B	10 + 14 位网络号 + 16 位主机号	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C	110 + 21 位网络号 + 8 位主机号	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D	1110 + 28 位多播组号	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E	11110 + 27 位留待后用	240.0.0.0 ~ 247.255.255.255

664. 域名和端口

• 域名：将 IP 地址映射成域名（http 协议）
• 端口：用于标识计算机上特定的网络程序，以整数形式表示，范围是 0 ~ 65535，其中 0 ~ 1024 已被占用。常见的网络程序端口：ssh 22；ftp 21；smtp 25；http 80；tomcat 8080；mysql 3306；oracle 1521；sql server 1433

665. 网络协议

• TCP / IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）：传输控制协议 / 因特网互联协议，又名网络通讯协议

TCP/IP模型	对应协议
应用层	http、ftp、telnet、DNS···
传输层	TCP、UDP···
网络层	IP、ICMP、ARP···
物理 + 数据链路层	Link

666. TCP和UDP

• TCP（Transmission Control Protocol）：在使用 TCP 协议前，须先建立 TCP 连接，形成传输数据通道；传输前，采用 ”三次握手“ 方式建立连接，传输可靠；TCP 协议进行通信的两个应用程序：客户端、服务端；在连接中可进行大量数据的传输；传输完毕，需释放已建立的连接，效率较低
• UDP（User Data Protocol）：将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接，传输不可靠，无需释放资源，速度快；每个数据包的大小限制在 64K 以内

667. InetAddress

方法名	功能
getLocalHost	获取本机 InetAddress 对象
getByName	根据指定主机名 / 域名获取 InetAddress 对象
getHostName	获取 InetAddress 对象的主机名
getHostAddress	获取 InetAddress 对象的 ip 地址

// 获取本机的 InetAddress 对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);

// 根据指定主机名/域名获取 InetAddress 对象
InetAddress csdn = InetAddress.getByName("www.csdn.net");
System.out.println(csdn);
InetAddress springBear = InetAddress.getByName("SpringBear");
System.out.println(springBear);

// 获取 InetAddress 对象的主机名
System.out.println(localHost.getHostName());
System.out.println(csdn.getHostName());
// 获取 InetAddress 对象的 ip 地址
System.out.println(springBear.getHostAddress());
System.out.println(csdn.getHostAddress());

668. Socket

• Socket（套接字）开发网络应用程序时被广泛使用，以至于成为事实上的标准；通信的两端都要有 Socket，是两台机器间通信的端点；网络通信其实就是 Socket 间的通信；Socket 允许程序把网络连接当作是一个流，数据在两个 Socket 间通过 IO 传输；一般发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端

669. TCP字节流编程1

• Server

// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(4444);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道中读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) 
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));


// 关闭资源
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();

• Client

// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 4444);

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Server!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

// 关闭资源
outputStream.close();
socket.close();

670. TCP字节流编程2

• Server

// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5555);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) 
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));

// 关闭 socket 的输入流
socket.shutdownInput();

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Client!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

// 关闭资源
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();

• Client

// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5555);

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Server!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 关闭 socket 的输出流
socket.shutdownOutput();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) 
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));


// 关闭资源
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();

671. TCP字符流编程

• Server

// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道读取信息
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 字节输入流转换成字符输入流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
System.out.println(bufferedReader.readLine());

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 字节输出流转换成字符输出流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("Hello,Client!");
// 行分隔符，写入结束标志
bufferedWriter.newLine();
// 刷新缓冲区，写入数据通道
bufferedWriter.flush();

// 关闭资源
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();

• Client

// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 6666);

// 写入数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 字符输出流转换从字节输出流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("Hello,Server!");
// 行分隔符，写入结束标记
bufferedWriter.newLine();
// 刷新缓冲区，写入数据通道
bufferedWriter.flush();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 字节输入流转换成字符输入流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
System.out.println(bufferedReader.readLine());

// 关闭资源
bufferedReader.close();
bufferedWriter.close();
socket.close();

672. 网络上传文件1

673. 网络上传文件2

674. 网络上传文件3

• Server

File saveFilePath = new File("C:\\\\Users\\\\Admin\\\\Desktop\\\\temp.jpg");

// 从数据通道中读取源文件字节数组
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5555);
Socket socket = serverSocket.accept();
InputStream socketInputStream = socket.getInputStream();
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
int readLen;
byte[] buf = new byte[1024];
while ((readLen = socketInputStream.read(buf)) != -1) 
    byteArrayOutputStream.write(buf, 0, readLen);

buf = byteArrayOutputStream.toByteArray();
socket.shutdownInput();

// 将接收到的字节数组写入磁盘
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(saveFilePath);
fileOutputStream.write(buf);

// 向客户端反馈消息
OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
socketOutputStream.write("Receive file successfully!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
socket.shutdownOutput();

socketOutputStream.close();
fileOutputStream.close();
byteArrayOutputStream.close();
socketInputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();

• Client

File sourceFilePath = new File("C:\\\\Users\\\\Admin\\\\Desktop\\\\fishing.jpg");

// 从磁盘中读取源文件存入字节数组
int readLen;
byte[] buf = new byte[1024];
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(sourceFilePath);
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
while ((readLen = fileInputStream.read(buf)) != -1) 
    byteArrayOutputStream.write(buf, 0, readLen);

buf = byteArrayOutputStream.toByteArray();

// 发送源文件字节数组到数据通道
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5555);
OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
socketOutputStream.write(buf);
socket.shutdownOutput();

// 从数据通道读取服务器反馈的消息
InputStream socketInputStream = socket.getInputStream();
while ((readLen = socketInputStream.read(buf)) != -1) 
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));


socketInputStream.close();
socketOutputStream.close();
socket.close();
byteArrayOutputStream.close();
fileInputStream.close();

675. netstat

• netstat -an：可以查看当前主机网络情况，包括端口监听和网络连接情况：

• netstat -anb：管理员身份运行可以查看监听端口的程序

• 命令后跟参数 | more 可以进行分页显示；ctrl + c(double) 可以退出查看

676. TCP链接秘密

• 当客户端与服务端建立连接后，实际上客户端也是通过一个端口与服务端进行通信的，这个端口号是根据 TCP / IP 由系统随机分配的

Proto	Local Address	Foreign Address	State
TCP	10.138.141.42:5555	10.138.141.42:52820	ESTABLISHED

677. UDP原理

• UDP 编程没有明确的服务端和客户端，因此无需建立连接
• UDP 数据包通过数据包套接字 DatagramSocket 实现发送和接收，系统不保证 UDP 数据包一定送达目的地，也不确定什么时候可以送达
• DatagramSocket 对象封装了 UDP 数据包，在数据包中封装了数据、发送端和接收端的 IP 地址以及端口信息

678. UDP网络编程1

679. UDP网络编程2

• Receive

// 监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(7777);

// 接收包
// 用户保存数据包的缓冲区
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(packet);
// 拆包，获取数据
int dataLen = packet.getLength();
byte[] data = packet.getData();
System.out.println(new String(data, 0, dataLen));

// 装包，封装数据
buf = "Hello, sender!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
packet = new DatagramPacket(buf, 0, buf.length, InetAddress.getLocalHost(), 8888);
// 发送包
socket.send(packet);

// 关闭资源
socket.close();

• Send

// 监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);

// 装包，封装数据
byte[] data = "Hello, receiver!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 7777);
// 发送包
socket.send(packet);

// 接收包
// 用于保存数据包的缓冲区
byte[] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(packet);
// 拆包，获取数据
int dataLen = packet.getLength();
data = packet.getData();
System.out.println(new String(data, 0, dataLen));

// 关闭资源
socket.close();

680. 网络编程作业1

681. 网络编程作业2

682. TCP文件下载1

683. TCP文件下载2

684. 网络编程梳理