文章目录

• 一、 网络常识
• • 计算机网络
  • IP地址
  • 域名
  • 端口号
  • 通信协议
  • • TCP协议
    • UDP协议
  • OSI模型
  • 编程程序的分类
• 二、 TCP协议的C/S程序
• • ServerSocket
  • • 构造方法
    • 常用方法
  • Socket
  • • 构造方法
    • 常用方法
    • 其他方法
  • TCP协议网络编程
  • • 简单实现
    • • 服务器
      • 客户端
      • 运行
    • 加入多线程
    • • 服务器
      • 客户端
      • 运行
    • 实现循环交流
    • • 服务器
      • 客户端
      • 运行
• 三、 补充
• • InetAddress

一、 网络常识

计算机网络

分布在不同地域的计算机, 通过硬件等网络设备使用通信线路互相连接形成的一个网格系统

作用：信息传递、资源共享

IP地址

IP地址是计算机在互联网中（公网IP）的唯一标识 ，就像人在社会中的身份证号码

IP地址分为IPv4和IPv6

内网IP（局域网IP）：家庭内部的内部IP
公网IP：互联网中的IP

本机IP（localhost）:127.0.0.1
（无论是否插网线，都能够查找到本机）

域名

域名可以简单的理解为IP地址的别名，让IP地址更好记

当输入域名后(例如www.baidu.com) , 计算机会访问域名解析商 , 然后得到IP地址, 再进行访问

打开百度，按F12或者Ctrl+Shift+I进入，点击Network，刷新页面查看Remote Address
↓

复制IP地址，进行访问，可见该IP地址对应的就是百度的域名www.baidu.com
↓

端口号

范围： 0 ~ 65535

IP地址是计算机在网络中的唯一标识，端口号是计算机中程序的标识 ，用于在一台计算机中区分不同的应用程序

端口号在使用时 , 应尽量避免0 ~ 1024（已知端口，已经被一些知名的软件 和 windows操作系统所占用）

通信协议

计算机与计算机之间交流的标准，是对数据传输速率、传入接口、步骤控制、出错控制等等制定的一套标准，双方必须同时遵守，最终完成数据的交换

常用的通信协议:

1. http协议 : 超文本传输协议 . 80端口号
2. https协议: 安全的超文本传输协议 443端口号
3. ftp协议: 文件传输协议 21端口号
4. TCP协议: 传输控制协议（面向连接、可靠）
5. UDP协议: 用户数据报协议（面向无连接、不可靠）

TCP协议

传输控制协议

面向连接的、可靠的协议

面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接、再传输数据，提供了可靠无差错的数据传输

TCP协议客户端与服务器连接时，三次握手，确保消息能准确无误的发送

断开连接时，四次挥手释放

TCP三次握手四次挥手参考文章：两张动图-彻底明白TCP的三次握手与四次挥手

UDP协议

用户数据报协议

面向无连接的、不可靠的协议

OSI模型

指的是从一台计算机的软件中，将数据发送到另一台计算机的软件中的过程

七层网络模型:
应用层 / 表现层 / 会话层 / 传输层 / 网络层 / 数据链路层 / 物理层

编程程序的分类

1. B/S 程序 : 浏览器与服务器程序
2. C/S 程序 : 客户端与服务器程序（本章侧重）

二、 TCP协议的C/S程序

基于TCP的网络编程，即TCP协议的C/S程序

涉及知识点：

1. ip地址
2. 端口号
3. 网络协议

用到的类

1. ServerSocket 搭建服务器
2. Socket 搭建客户端

先有服务器，客户端再连服务器

两方使用socket(套接字 , 通信端点) 进行交流

ServerSocket

用于创建服务器，创建完毕后，会绑定一个端口号，然后此服务器可以等待客户端连接

每连接一个客户端，服务器就会得到一个新的Socket对象，用于跟客户端进行通信

构造方法

创建一个基于TCP/IP协议的服务器 , 并绑定指定的端口号

注意 : 参数port的范围是: 0 ~ 65535 (建议1025 ~ 65535)

ServerSocket(int port); //port为端口号

Socketd的构造方法为Socket(String ip,int port) ，ip为ServerSocket的IP地址，port为ServerSocket的端口号

服务器创建以后，需要通过accept方法等待客户端连接，连接之后执行

运行结束，close关闭

常用方法

• 等待客户端连接

  Socket accept();

  此方法会导致线程的阻塞，直到一个新的客户端连接成功并return Socket对象后, 线程再继续执行

• 释放占用的端口号 , 关闭服务器

  void close();

Socket

是两台计算机之间通信的端点 , 是网络驱动提供给应用程序编程的一种接口 一套标准, 一种机制

构造方法

Socket(String ip,int port)， ip为ServerSocket的IP地址，port为ServerSocket的端口号

创建一个套接字, 并连接指定ip和端口号的服务器

常用方法

• OutputStream getOutputStream();
  返回指向通信的另一端点的输出流（发）
• InputStream getInputStream();
  返回指向通信的另一端点的输入流（收）
• void close();
  关闭套接字

其他方法

TCP协议网络编程

在网络编程时，获取输入输出流的操作，对于客户端与服务器来说是相对的

客户端的输入流， 输入的是服务器的输出流（输出的内容）
客户端的输出流，输出到了服务器的输入流中

所以在使用时需要注意：客户端与服务器获取流的顺序必须是相反的
（例如客户端先得到了输入流 , 则服务器必须先获取输出流）

简单实现

以本机与本机交流为例

tips：
发消息用输出流
收消息用输入流

服务器

• 搭建一个服务器

        ServerSocket server = new ServerSocket(55565);
        System.out.println("服务器启动完毕！");

• 等待客户端连接

        Socket socket = server.accept();
        System.out.println("一个客户端连接了");

• 输出流，相当于客户端的输入流

		//获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //将字节输出流, 转换为打印流
        PrintStream ps = new PrintStream(os);
        //将服务器输入的内容发送给客户端
        ps.println("欢迎连接服务器！");

• 输入流，收到的客户端的回话

		//获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //将输入的字节流 ,转换为字符流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
        String text = br.readLine();
        //将文字打印给客户端
        System.out.println("服务器收到客户端的回复：" + text);

客户端

• 连接到服务器
  连接指定ip（本机ip：127.0.0.1）和端口号（和服务器的端口号相同，即55565）

        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",55565);

• 输入流，即服务器输出的内容

		//得到输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //将字节输入流, 转换为字符输入流 , 并转换为逐行读取流
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
        String text = br.readLine();
        //将文字打印给服务器
        System.out.println("客户端接到消息：" + text);

• 输出流，即服务器的输入流（服务器收到的回话）

		//得到输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //将输出流转换为打印流
        PrintStream ps = new PrintStream(os);
        //将客户端输入的内容发送给服务器
        ps.println("服务器你好！");

运行

有了服务器，客户端才能连接到服务器，因此先运行服务器，可以看到服务器运行界面输出：

服务器启动完毕！

等待服务器启动完毕后，再运行客户端，客户端收到服务器的消息，可以看到客户端运行界面输出：

客户端接到消息：欢迎连接服务器！

此时客户端与服务器连接成功，服务器运行界面显示：

一个客户端连接了

客户端收到服务器的消息后对服务器进行回话，服务器运行界面显示：

服务器收到客户端的回复：服务器你好！

本次简单实现主要是服务器和客户端之间一个发一个收（单线程），服务器与客户端之间的收发操作是交替进行的

加入多线程

简单实现中，一个服务器只能与一个客户端进行交流，而服务器一定希望与多个客户端进行交流，因此在之前的服务器中加入多线程，实现多线程的服务器

交互过程中注意：
服务器先输入则客户端先输出
服务器先输出则客户端先输入

服务器

• 搭建服务器

        ServerSocket server = new ServerSocket(55565);
        System.out.println("服务器启动完毕！");

• 使用while循环，实现与多个客户端进行连接

        while(true){
            Socket socket = server.accept();
            System.out.println("一个客户端连接了");
        }

客户端

• 连接到服务器
  连接指定ip（本机ip：127.0.0.1）和端口号（和服务器的端口号相同，即55565）

      Socket socket = new Socket("127.0.0.1",55565);

运行

先打开服务器，服务器开始运行，服务器界面输出如下：

服务器启动完毕！

运行一次客户端程序，客户端与服务端连接，服务端界面输出：

一个客户端连接了

当再一次运行客户端时，客户端与服务端连接，服务端界面输出：

一个客户端连接了

由上述可知，此时可以有多个客户端与服务器建立连接，每次建立连接服务器界面都会输出：一个客户端连接了，想要同时与多个客户端进行连接，可以在客户端连接之后单独开一个线程，在新开线程的run方法中操作socket与用户进行交流

            new Thread(){
                @Override
                public void run() {
                    try {
                        InputStream is = socket.getInputStream();
                        OutputStream os = socket.getOutputStream();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            };

实现循环交流

实现循环交流，即启动服务器和客户端之后 服务器与客户端之间之间交流类似于我们日常的窗口聊天

服务器

• 搭建服务器

        ServerSocket server = new ServerSocket(55565);
        System.out.println("服务器启动完毕，等待客户端连接中...");

• 等待客户端连接

		Socket socket = server.accept();

• 获取输入流、输出流、输入信息流

		//接收消息
        //获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
                        
        //发消息
        //获取输出流PrintStream字节，PrintWriter字符
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        PrintStream ps = new PrintStream(os);

        //从键盘获取输入信息流
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

• 与客户端进行交流

       //与客户端交流
       SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH:mm:ss");
       String receive,send;
       System.out.println("已与客户端建立连接！");
       receive = br.readLine();//客户端消息
       while(true){
       		//收消息
            System.out.println("[客户端]   " + format.format(new Date()) + '\n' + receive + '\n');

            //发消息
            send = input.readLine();
            ps.println(send);
            ps.flush();

           //继续聊（接收消息）
           receive = br.readLine();

           if(receive.equals("bye")){
           		System.out.println("[客户端]   " + format.format(new Date()) + '\n' + receive + '\n');
          		break;
           }


      }//end while 交流
      input.close();
      br.close();
      ps.close();
      socket.close();
      server.close();

客户端

• 连接到服务器

        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",55565);

• 获取输入流、输出流、输入信息流

		//接收消息
        //获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
                        
        //发消息
        //获取输出流PrintStream字节，PrintWriter字符
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        PrintStream ps = new PrintStream(os);

        //从键盘获取输入信息流
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

• 与服务器进行交流

       SimpleDateFormat format = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 
       String receive,send;
       System.out.println("已与服务器建立连接！开始聊天吧");
       send = input.readLine();
       while(true){
            //发消息
            ps.println(send);
            ps.flush();

            //接收服务器回复的消息
            receive = br.readLine();
            System.out.println("[服务器]   " + format.format(new Date()) + '\n' +receive + '\n');

            send = input.readLine();

            if(send.equals("bye")){
                ps.println(send);
                break;
            }
       }//end while 聊天结束
       input.close();
       ps.close();
       br.close();
       socket.close();

运行

先打开服务器，服务器开始运行，服务器界面输出如下：

服务器启动完毕！

运行客户端程序，客户端与服务端连接，服务器界面输出：

一个客户端连接了

与服务器连接成功，客户端界面输出：

已与服务器建立连接！开始聊天吧

客户端输入“哈喽~”，可以在服务器界面看到：

[客户端]   2021年07月19日 12:08:21
哈喽~

服务器回复输入“你好”，可以在客户端界面看到：

[服务器]   2021年07月19日 12:08:23
你好

客户端输入“嘿嘿”，可以在服务器界面看到：

[客户端]   2021年07月19日 12:08:27
嘿嘿

服务器回复输入“嗯哼”，可以在客户端界面看到：

[服务器]   2021年07月19日 12:08:30
嗯哼

客户端输入“bye”，可以在服务器界面看到如下输出，此时会话结束，程序执行结束：

[客户端]   2021年07月19日 12:08:33
bye

三、 补充

InetAddress

描述IP地址的类，所创建的对象用于描述IP地址

在UDP协议中. 通过数据包DatagramPacket的getAddress方法, 可以得到数据包来自哪个IP
在TCP协议中, 通过套接字Socket的getInetAddress方法, 可以得到套接字连接的IP地址

• 创建对象

InetAddress ip = InetAddress.getByName("192.168.102.228");

• 常用方法

1. String getHostAddress()
   获取IP地址字符串
2. String getHostName()
   获取计算机名称，当名称无法获取时，获取的为ip地址.