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2021-08-25 08:51:12

网络编程

1.1 概述

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：

无线电台...传播交流信息，数据交换，通信

想要达到这个效果需要什么：

如何准确的定位网络上的一台主机 host:port ，定位到这个计算机上的某个资源
找到了这个主机，如何传输数据？

javaweb：网页编程 B/S 架构

网络编程：TCP/IP C/S 架构

1.2 网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方的地址：

ip
端口号

192.168.16.124:5900

规则：通络通信的协议

TCP/IP 参考模型：

小结:

网络编程中有两个主要的问题
- 如何准确的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
网络编程中的要素
- IP 和端口号
- 网络通信协议：udp,tcp
万物皆对象

1.3 IP

ip地址：InetAddress

唯一定位一台网络中的计算机
127.0.0.1：代表本机（localhost）
ip地址的分类
- ipv4/ipv6
  - IPV4：127.0.0.1，4个字节组成，0-255，42亿；30亿都在北美，亚洲4亿2011年用尽。
  - IPV6：（fe80::294e:f3a1:902b:a7e8%19），128位。8个无符号整数！abcde
- 公网（互联网）-私网（局域网）
  - 查询A，B，C类网络地址
  - 192.168.xx.xx，专门给组织内部使用的

域名：记忆IP问题！

IP：www.vip.com

package com.cao.lesson01;

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

public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 查询本机地址
            InetAddress ip1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(ip1);
            InetAddress ip2 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(ip2);
            InetAddress ip3 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(ip3);

            // 查询网站ip地址
            InetAddress baidu = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(baidu);

            // 常用方法
            System.out.println(baidu.getAddress());
            System.out.println(baidu.getCanonicalHostName());   // 规范的名字
            System.out.println(baidu.getHostAddress()); // ip
            System.out.println(baidu.getHostName());    // 域名，或者自己电脑的名字
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

1.4 端口

端口表示计算机上的一个程序进程：

不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！
被规定0-65535个进程
TCP,UDP:65535 * 2 tcp:80，udp：80 可以，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

在window的cmd黑窗口可执行

# 查看所有网络端口
netstat -ano
# 查找指定的端口
netstat -ano|findstr "5900"
# 查看指定端口的进程
tasklist|findstr "8696"

InetSocket

package com.cao.lesson01;

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

public class TestInetSocketAddress {
    public static void main(String[] args) {
        InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
        InetSocketAddress localhost = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
        System.out.println(inetSocketAddress);
        System.out.println(localhost);

        System.out.println(inetSocketAddress.getAddress());// 地址
        System.out.println(inetSocketAddress.getHostString());
        System.out.println(inetSocketAddress.getHostName());
        System.out.println(inetSocketAddress.getPort());// 端口
    }
}

1.5 通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的是普通话

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：实际上是一组协议

重要：

TCP：用户传输协议
UDP：用户数据报协议

出名的协议：

TCP：
IP：网络互连协议

TCP UDP 对比

TCP：打电话

连接，稳定

三次握手，四次挥手

# 三次握手
# 最少需要三次，保证稳定连接！
A:你瞅啥？
B:瞅你咋地？
A:干一场！

# 四次挥手
A:我要走了！
B:我知道了。
B:你真的要走了吗？
A:我真的要走了！

客户端，服务端
传输完成，释放连接

UDP：发短息

不连接，不稳定
客户端，服务端：没有明确的界限
不管是否准备好，都可以发给你
导弹攻击
DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）造成端口堵塞。

1.6 TCP

客户端

连接服务器 Socket
发送消息

package com.cao.lesson02;

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


public class TcpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.要知道服务器的IP地址，端口port
            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，你也网上冲浪啊？".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

建立服务的端口 SeverSocket
等待用户的连接 accept
接收用的消息

package com.cao.lesson02;

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

public class TcpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args){
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket socket = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        InputStream is = null;
        try {
            // 1. 我得有一个地址
            serverSocket = new ServerSocket(9999);
            // 2. 等待客户端链接过来
            socket = serverSocket.accept();
            // 3. 读取客户端的信息
            is = socket.getInputStream();

            // 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 {
            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

客户端

package com.cao.lesson02;

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

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. 读取文件
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("touxiang.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，我已经传输完成
        socket.shutdownOutput();//传输完成

        //确定服务器接收完毕，才能够断开连接
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        //String byte[]类型数组
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer2 = new byte[2048];
        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();
    }
}

服务器端

package com.cao.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.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        //通知客户端，我接受完毕了
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("over,you can terminate".getBytes());

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

1.7 UDP

类似于发短信：不用连接，需要知道对方的地址

发送消息

发送端：

package com.cao.lesson03;

import java.net.*;

public class UdpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 建立一个Socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8080);

        //2. 建个包
        String msg = "Hello World!";

        //发送目标
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9000;
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,localhost,port);

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

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

接收端

package com.cao.lesson03;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UdpServerDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 开放端口
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9000);
        // 接收数据包
        byte[] buffer = new byte[1024];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);// 接收
        socket.receive(packet); //阻塞接收

        System.out.println(packet.getAddress());
        System.out.println(packet.getSocketAddress());
        System.out.println(packet.getLength());
        System.out.println(new String(packet.getData()));

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

循环发送

package com.cao.chat;

import java.io.*;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建连接
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);

        //
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in) );
        while(true){
            String data = reader.readLine();
            byte[] datas = data.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas, 0, datas.length, new InetSocketAddress("localhost", 6666));
            socket.send(packet);
            if(data.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        // 关闭连接
        socket.close();
    }
}

package com.cao.chat;

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UdpReceiveDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 创建连接
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);
        while(true){
            // 准备接收
            byte[] buffer = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);
            socket.receive(packet);
            byte[] data = packet.getData();
            
            // 此处创建的String对象的长度是0-packet.getLength()，如果是packet.getData().length()则在出口的equals方法不能比对判断，则需要用到String.trim()方法
            /*
            String receiveData = new String(data,0,data.length);
            if(receiveData.trim().equals("bye")){
                break;
            }
            */
            String receiveData = new String(data,0, packet.getLength());
            System.out.println(receiveData);
            if(receiveData.equals("bye")){
                break;
            }
        }
        // 关闭连接
        socket.close();
    }
}

在线咨询：两方都既可以是接收方和发送方

1.8 URL

统一资源定位符：定位互联网上的某一个资源

DNS域名解析：www.baidu.com xxx.xxx.xx

协议://ip地址:端口/项目名/资源

package com.cao.url;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class URLDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        URL url = new URL("http://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=csk&password=123456");

        System.out.println(url.getProtocol());// 协议
        System.out.println(url.getHost());  // 主机ip
        System.out.println(url.getPort());      //  端口
        System.out.println(url.getPath());  // 文件
        System.out.println(url.getFile());  // 全路径
        System.out.println(url.getQuery()); // 参数
    }
}

下载资源

package com.cao.url;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;

public class UrlDown {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1.下载地址
        String urlStr = "https://pics4.baidu.com/feed/cefc1e178a82b901b149585e2045ae713b12efc2.jpeg?token=482cfc8cd7aa7916f3d3a9a7795582ba&s=4B94FFAE4870308C47A6E7620300705F";
        URL url = new URL(urlStr);

        // 2. 连接到这个资源 HTTP
        HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
        InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("2.jpeg");
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = 0;
        while((len = inputStream.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }
        fos.close();
        inputStream.close();
        urlConnection.disconnect();
    }
}

URL

码农公寓