网络编程

• 一. 计算机网络
• • 1.概念
• 二. IP和端口号
• • IP
  • 端口号
• 三. InetAddress类
• 四. 网络通信协议
• 五. Java网络编程
• 六. Socket套接字
• • 概述
  • 客户端
  • 服务器端

一. 计算机网络

1.概念

计算机网络： 把分布在不同地理区域的具有独立功能的计算机,通过通信设备与线路连接起来，由功能完善的软件实现资源共享和信息传递的系统

二. IP和端口号

IP

IP 地址：InetAddress

• IP地址是由IP使用的32位或128位无符号数字，构建UDP和TCP协议的低级协议。

• 全球地址在互联网上是独一无二的

• 唯一的标识 Internet 上的计算机

• 本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1

• 主机名(hostName)：localhost

IP地址：公网地址（万维网使用）和私有地址（局域网使用），192.168. 开头的就是私有址址，范围即为192.168.0.0-192.168.255.255，专门为组织机构内 部使用

特点：不易记忆

端口号

端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）

不同的进程有不同的端口号

被规定为一个 16 位的整数 0~6553

端口分类：

公认端口：0-1023，被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80， FTP占用端口21，Telnet占用端口23） 注册端口：1024-49151，分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端 口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。

动态/私有端口：49152-65535.

三. InetAddress类

Internet上的主机有两种方式表示地址：

域名(hostName)：www.baidu.com

IP 地址(hostAddress)：220.181.111.37

InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。

InetAddress 类 对 象 含 有 一 个 Internet 主 机 地 址 的 域 名 和 I P 地 址 ： www.baidu.com和 220.181.111.37

域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器（DNS）负责 将域名转化成IP地址，这样才能和主机建立连接。 -------域名解析

方法:

try {
    //新建InetAddress对象
    InetAddress ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    //返回IP地址的主机名
    System.out.println("百度主机名:"+ia.getHostName());
    //返回IP地址字符串
    System.out.println("百度IP地址:"+ia.getHostAddress());
} catch (UnknownHostException e) {
	e.printStackTrace();
}

运行结果:

try {
            //本地回环地址
            InetAddress ia1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            //返回IP地址的主机名
            System.out.println(ia1.getHostName());
            //返回IP地址字符串
            System.out.println(ia1.getHostAddress());
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }

try {
            InetAddress ia1 = InetAddress.getLocalHost();
            //返回IP地址的主机名
            System.out.println("本地主机名: "+ia1.getHostName());
            //返回IP地址字符串
            System.out.println("本地IP地址: "+ia1.getHostAddress());
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }

四. 网络通信协议

五. Java网络编程

Java提供的网络类库，可以实现网络连接，联网的底层细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由 JVM 进行控制。并且 Java 实现了一个 跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境

网络编程的目的： 直接或间接地通过网络协议与其它计算机进行通讯

网络编程中有两个主要的问题：

• 如何准确地定位网络上一台或多台主机
• 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

六. Socket套接字

概述

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，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成一个流，数据在两个Socket间通过IO传 输。

• 一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端.

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型 如图所示

客户端

客户端程序使用Socket类创建对象,创建的同时会自动向服务器方发起连接

Socket构造方法:

• Socket(InetAddress address, int port) 根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象
• Socket(String host,int port) 向服务器(域名为host,端口号为port)发起TCP连接,若成功,创建socket对象,否则抛出异常

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

1. 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务 器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。

2. 打开连接到 Socket 的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流， 使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输

3. 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的 信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。

4. 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

服务器端

服务器程序建立 ServerSocket 对象

ServerSocket对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。 也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

ServerSocket的方法

构造方法:

​ ServerSocket(int port)

创建绑定到指定端口的服务器套接字

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

1. 调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端 口上。用于监听客户端的请求。

2. 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信 套接字对象。

3. 调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取 输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。

4. 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

现在分别建立客户端和服务器端程序

服务器端程序代码

package networkdemo.tcp;

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

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //1.创建服务器端
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9966);
        System.out.println("服务器连接中");
        //检测是否有客户端连接,成功返回Socket对象
        Socket socket = serverSocket.accept();
        System.out.println("服务器连接成功!开始对话吧");

        //获取输出输出流
        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        //使用处理流(流中包含其他流)
        DataInputStream din = new DataInputStream(in);
        DataOutputStream dout = new DataOutputStream(out);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true){
             //发消息
            System.out.println("向客户端发消息");
            String str1 = scanner.next();
            dout.writeUTF(str1);

            //收消息
            String str2 = din.readUTF();
            System.out.println("新消息:"+str2);
        }
    }
}

客户端程序代码:

package networkdemo.tcp;

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        /*创建客户段Socket,创建时三次握手,检测网络是否畅通,不畅通报错
        Exception in thread "main" java.net.ConnectException: Connection timed out: connect*/
        //2.创建客户端
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 9966);
        System.out.println("客户端启动成功,等待对方发");

        InputStream in = socket.getInputStream();
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        //使用处理流(流中包含其他流)
        DataInputStream din = new DataInputStream(in);
        DataOutputStream dout = new DataOutputStream(out);
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        while (true){
            //收消息
            String str1 = din.readUTF();
            System.out.println("新消息:"+str1);

            //发消息
            System.out.println("向服务器发消息");
            String str2 = scanner.next();
            dout.writeUTF(str2);
        }
    }
}

运行时先运行服务器程序ServerDemo,

再运行ClientDemo

客户端连接成功后,返回Socket对象,继续执行后续代码

互向收发消息

服务器:

客户端: