网络编程

2022-11-12 12:20:15

网络编程

1.1 概论

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

传播交流信息，数据交换，通信

想要达到这个效果需要什么

javaweb：网页编程 B/S

网络编程：TCP/IP C/S

1.2 网络通信的要素

如何实现网络通信？

通信双方地址：

  • ip
  • 端口号

如192.168.16.124：5900

规则：网络通信的协议

TCP/IP参考模型

网络编程

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者多台主机
    • 找到主机之后如何进行通信
  2. 网络编程中的要素
    • IP和端口号
    • 网络通信协议 UDP,TCP
  3. 万物皆对象

1.3 IP

ip地址：InetAddress

  • 唯一定位一台网络上计算机

  • 127.0.0.1： 本机 localhost

  • ip地址的分类

    • ipv4/ipv6
    1. IPV4 127.0.0.1 4个字节组成。 0~255 ， 42亿~ ；30亿在北美，亚洲4亿。 2011年就用尽
    2. IPV6 ， 128位。 8个无符号整数！ abcde
    2001：0bb2：aaaa：0015:0000：0000:0000:1aaa：1312

    • 公网（互联网） - 私网（局域网）

      1. ABCD类地址

      2. 192.168.xx.xx，专门给组织内部使用的

  • 域名：记忆IP问题！

    IP：www.xxx.com

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程

  • 不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！

  • 被规定 0~65535

  • TCP,UDP：65535*2 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，分配用户或者程序

      • Tomcat：8080
      • MySQL：3306
      • Oracle：1521

    • 动态、私有：49152~65535

      netstat -ano  #查看所有的端口
netstat -ano|findstr "5900"  #查看指定的端口
tasklist|findstr "8696"  #查看指定端口的进程

1.5 通信协议

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

  • TCP：用户传输协议
  • UDP：用户传输报协议

TCP和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，保证稳定连接！
A：嘿，是我，听到了吗？
B：我听到了，你能听到我的吗?
A：好的，我们互相都能听到对方的话，我们的通信可以开始了。

A：我所有东西都说完了
B：我已经全部听到了，但是等等我，我还没说完
B：好了，我已经说完了
A：好的，那我们的通信结束
  • 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
  • 客户端度、服务端：没有明显的界限
  • 不管有没有准备好，都可以发送
  • 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
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

//客户端
public class TCPClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;

        try {
            //1. 要知道服务器的地址，端口号
            InetAddress serverIP = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 9999;
            //2. 创建一个socket连接
            socket = new Socket(serverIP,port);
            //3. 发送消息  IO流
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("你好，世界".getBytes());

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally{
            if(os!=null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if(socket!=null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }
}

服务器

  1. 建立服务的端口 ServerSocket
  2. 建立用户的连接 accept
  3. 接收用的消息
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 IOException {

        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            //1. 我得有一个地址
            serverSocket = new ServerSocket(9999);

            while(true){


            //2. 等待客户端连接进来
            socket = serverSocket.accept();
            //3. 读取客户端的消息
            is = socket.getInputStream();

            /*
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len=is.read(buffer))!=1){
                String msg = new String(buffer,0,len);
                System.out.println(msg);
            }
             */

            //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());
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(baos!=null) {
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(is!=null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket!=null) {
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(serverSocket!=null) {
                try {
                    serverSocket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

        }
    }
}

文件上传

服务器

package com.ss.lesson02;

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCPServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1. 创建服务
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9000);
        //2. 监听客户端的连接
        Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞式监听，会一直等待客户端连接
        //3. 获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //4. 文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("receive"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len=is.read(buffer))!=-1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

       //通知客户端接收完毕了
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("我接收完毕了，你可以断开了".getBytes());

        //5. 关闭资源
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();

    }
}

客户端

package com.ss.lesson02;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class TCPClientDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //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. 文件流
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("u=816324833,2301665114&fm=26&gp=0.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，才能够断开连接
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        //String byte[]
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        byte[] buffer2 = new byte[1024];
        int len2;
        while((len2=inputStream.read(buffer2))!=-1){
            baos.write(buffer2,0,len2);
        }

        System.out.println(baos.toString());

        //5. 关闭资源
        fis.close();
        os.close();
        socket.close();

    }
}

Tomcat

服务端

  • 自定义 S
  • Tomcat服务器 S ：Java后台开发！

客户端

  • 自定义 C
  • 浏览器 B

1.7 UDP

发送消息

客户端

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

//不需要服务器
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 = "你好啊，服务器！";
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;

        //数据，数据的长度起始，要发送给谁
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,localhost,port);

        //3. 发送包
        socket.send(packet);

        //4. 关闭流
        socket.close();

    }
}

接收端

import java.io.IOException;
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 IOException {
        //开放端口
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);
        //接收数据包
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0 ,buffer.length);

        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

发送端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.SocketException;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);

        //准备数据：控制台读取 System.in
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        while (true) {
            String data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, data.length(), new InetSocketAddress("localhost", 6666));

            socket.send(packet);
            if(data.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        socket.close();
    }
}

接收端

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

public class UdpReceiverDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);

        while(true) {

            //准备接收包裹
            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 receiveData = new String(data, 0, data.length);
            System.out.println(receiveData);
            if(receiveData.equals("bye")){
                break;
            }

        }

        socket.close();
    }
}

在线咨询

两个人都可以是发送方，也都可以是接收方。（利用多线程）

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

协议：//ip地址：端口号/项目名/资源

mPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
socket.receive(packet);

        //断开连接 bye
        byte[] data = packet.getData();
        String receiveData = new String(data, 0, data.length);
        System.out.println(receiveData);
        if(receiveData.equals("bye")){
            break;
        }

    }

    socket.close();
}

}




### 在线咨询

两个人都可以是发送方，也都可以是接收方。（利用多线程）



## 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

协议：//ip地址：端口号/项目名/资源
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