22_网络编程
目录
网络编程
1. 什么是网络
- 由点和线构成,表示诸多对象间的相互联系
2. 什么是计算机网络
- 为实现资源共享和信息传递,通过通信线路连接起来的若干主机(Host)
- 按照地理范围网络分为:
- 局域网
- 城域网
- 广域网
- 互联网: (Internet) 点与点相连
- 万维网: (WWW - World Wide Web) 端与端相连
- 物联网: (IOT - Internet of things) 物与物相连
- 网络编程: 让计算机与计算机之间建立连接,进行通信
3. 网络模型-OSI参考模型
- OSI (Open System Interconnection) 开放式系统互联
- 第七层: 应用层负责文件访问和管理, 可靠运输服务, 远程操作服务(HTTP, FTP, SMTP)
- 第六层: 表示层负责定义转换数据格式及加密, 允许选择以二进制或ASCII格式传输
- 第五层: 会话层负责使应用建立和维持会话, 使通信在失效时继续恢复通信 (断点续传)
- 第四层: 传输层负责是否选择差错恢复协议, 数据流重用, 错误顺序重排 (TCP, UDP)
- 第三层: 网络层负责定义了能够标识所有网络节点的逻辑地址 (IP地址)
- 第二层:链路层在物理层上,通过规程或协议 (差错控制) 来控制传输数据的正确性 (MAC)
- 第一层: 物理层为设备之间的数据通信提供传输信号和物理介质 (双绞线, 光导纤维)
4. 网络模型-TCP/IP模型
- 一组用于实现网络互连的通信协议, 将协议分为四个层次
- 第四层: 应用层负责传送各种最终形态的数据, 是直接与用户打交道的层, 典型协议是HTTP, FTP等
- 第三层: 传输层负责传送文本数据, 主要协议是TCP, UDP协议
- 第二层: 网络层负责分配地址和传送二进制数据, 主要协议是IP协议
- 第一层:接口层负责建立电路连接, 是整个网络的物理基础, 典型的协议包括以太网, ADSL等等
5.TCP/UDP
- TCP协议 : Transmission Control Protocol 传输控制协议
- 是一种面向连接的, 可靠的, 基于字节流的传输层通信协议. 数据大小无限制.建立连接的过程需要三次握手, 断开连接的过程需要四次挥手
- UDP协议: User Datagram Protocol 用户数据报协议
- 是一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务, 每个包的大小64KB
6. IP
- IP协议: Internet Protocol 互联网协议/网际互连协议
- 负责数据从一台机器发送到另一台机器
- 给互联网每台设备分配一个唯一标识 (IP地址)
- IP地址分为两种:
- IPV4: 4字节32位整数, 并分成4段8位的二进制数, 每8位之间用圆点隔开, 每8位整数可以转换为一个0~255的十进制整数
- 格式: D.D.D.D 例如: 255.255.255.255
- IPV6: 16字节128位整数, 并分为8段十六进制数, 每16位之间用圆点隔开, 每16位整数可以转换为一个0~65535的十进制数
- 格式: X.X.X.X.X.X.X.X 例如: FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF
- IPV4: 4字节32位整数, 并分成4段8位的二进制数, 每8位之间用圆点隔开, 每8位整数可以转换为一个0~255的十进制整数
- IPV4的应用分类
- A类: 政府机构, 1.0.0.1 ~ 126.255.255.254
- B类: 中型企业, 128.0.0.1 ~ 191.255.255.254
- C类: 个人用户, 192.0.0.1 ~ 223.255.255.254
- D类: 用于组播, 224.0.0.1 ~ 239.255.255.254
- E类: 用于实验, 240.0.0.1 ~ 255.255.255.254
- 回环地址: 127.0.0.1, 指本机, 一般用于测试使用
- 测试IP命令: ping D.D.D.D
- 查看IP命令: ipconfig
7. Port
- 端口号: 在通信实体上进行网络通讯程序的唯一标识
- 端口分类:
- 公认端口: 0~1023
- 注册端口: 1024~49151
- 动态或私有端口: 49152~65535
- 常用端口:
- Mysql: 3306
- Oracle: 1521
- Tomcat: 8080
- SMTP: 25
- Web服务器: 80
- FTP服务器: 21
8.InetAddress
- 概念: 表示互联网协议(IP)地址对象, 封装了与该IP地址相关的所有信息, 并提供获取信息的常用方法
public static InetAddress getLocalHost() 获得本地主机地址对象
public static InetAddress getByName(String host) 根据主机名称获得地址对象
public static InetAddress[] getAllByName(String host) 获得所有相关地址对象
public String getHostAddress() 获取IP地址字符串
public String getHostName() 获得IP地址主机名
//1. 创建本机IP地址对象
//1.1 getLocalhost()方法
InetAddress ia1 = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println("ip地址: " + ia1.getHostAddress() + "主机名: " + ia1.getHostName());
//1.2 getByName("ip地址")
InetAddress ia2 = InetAddress.getByName("192.168.99.1");
System.out.println("ip地址: " + ia2.getHostAddress() + "主机名: " + ia2.getHostName());
//1.3 getByName("127.0.0.1")
InetAddress ia3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
System.out.println("ip地址: " + ia3.getHostAddress() + "主机名: " + ia3.getHostName());
//1.3 getByName("localhost")
InetAddress ia4 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
System.out.println("ip地址: " + ia4.getHostAddress() + "主机名: " + ia4.getHostName());
//2. 创建局域网IP地址对象
// InetAddress ia5 = InetAddress.getByName("192.168.99.2");
// System.out.println("ip地址: " + ia5.getHostAddress() + "主机名: " + ia5.getHostName());
// System.out.println("两秒是否可达:" + ia5.isReachable(2000));
//3. 创建外网IP地址对象
InetAddress ia6 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println("ip地址: " + ia6.getHostAddress() + "主机名: " + ia6.getHostName());
System.out.println("两秒是否可达:" + ia6.isReachable(2000));
System.out.println("-----------------");
InetAddress[] ias = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
for (InetAddress ia : ias) {
System.out.println(ia.getHostAddress());
}
9. 基于TCP的网络编程
(1)Socket编程:
- Socket(套接字)是网络中的一个通信节点
- 分为客户端Socket与服务器ServerSocket
- 通信要求:IP地址 + 端口号
(2)开发步骤
- 服务器端:
- 创建ServerSocket, 指定端口号
- 调用accept等待客户端接入
- 使用输入流, 接收请求数据到服务器(等待)
- 使用输出流, 发送响应数据给客户端
- 释放资源
- 客户端:
- 创建Socket, 指定服务器IP + 端口号
- 使用输出流,发送请求数据给服务器
- 使用输入流,接收响应数据到客户端(等待)
- 释放资源
案例一: TCP编程实现客户端发送数据给服务器端
基于TCP协议的服务器端开发
// * 1. 创建ServerSocket并指定端口号
ServerSocket listener = new ServerSocket(8899);
// * 2. 调用accept(), 接收客户端请求,阻塞方法(如果没有客户端请求,则阻塞)
System.out.println("服务器已启动...");
Socket socket = listener.accept();
// * 3. 获取输入流, 读取客户端发送的数据
InputStream is = socket.getInputStream();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "utf-8"));
String data = br.readLine();
System.out.println("客户端发送: " + data);
// * 4. 获取输出流, 发送数据给客户端[可选]
// * 5. 关闭释放资源
br.close();
socket.close();
listener.close();
基于TCP协议的客户端开发
// * 1. 创建客户端套接字, 并指定服务器的地址和端口号
Socket socket = new Socket("192.168.0.103", 8899);
// * 2. 获取输出流, 发送数据给服务器
OutputStream os = socket.getOutputStream();
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os, "utf-8"));
bw.write("好久不见!");
// * 3. 获取输入流, 读取服务器回复的信息[可选]
// * 4. 关闭释放资源
bw.close();
socket.close();
案例二: TCP编程实现客户端上传文件给服务器端
文件传输-服务器端
//1. 创建ServerSocket
ServerSocket listener = new ServerSocket(9999);
//2. 监听,接收客户端请求
System.out.println("服务器已启动!");
Socket socket = listener.accept();
//3. 获取输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
//4. 边读取,边保存
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:\\美女.jpg");
byte[] buf = new byte[1024];
int count = 0;
while ((count = is.read(buf)) != -1){
fos.write(buf, 0, count);
}
//5. 关闭
fos.close();
is.close();
socket.close();
listener.close();
System.out.println("接收完毕!");
文件传输-客户端
//1. 创建Socket
Socket socket = new Socket("192.168.0.103", 9999);
//2. 获取输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3. 边读取,边发送
FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\谷歌下载\\4K壁纸.jpg");
byte[] buf = new byte[1024*4];
int count = 0;
while ((count = fis.read(buf)) != -1){
os.write(buf, 0, count);
}
//4. 关闭
fis.close();
os.close();
socket.close();
System.out.println("发送完毕!");
案例三: TCP编程实现多个客户端发送数据给服务器端
服务器端
public class TcpServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1. 创建ServerSocket
ServerSocket listener = new ServerSocket(1122);
//2. 调用accept(), 接收客户端请求
System.out.println("服务器已启动...");
while (true){
Socket socket = listener.accept();//持续接收客户端请求
System.out.println(socket.getInetAddress() + "进来了...");
//创建线程对象, 负责接收数据
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
if (socket != null){
BufferedReader br = null;
try {
InputStream is = socket.getInputStream();//获取字节流
br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "utf-8"));//转换为字符缓冲流
while (true){
String data = br.readLine();
if (data == null){//客户端已经关闭
break;
}
System.out.println(socket.getInetAddress() + "说: " + data);
if (data.equals("886") || data.equals("bye")){
break;
}
}
} catch (IOException e) {
//e.printStackTrace();
} finally {
try {
br.close();
socket.close();
System.out.println(socket.getInetAddress() + "退出了...");
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}).start();
}
}
}
客户端
public class TcpClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.创建Socket
Socket socket = new Socket("192.168.0.103", 1122);
//2. 获取字节输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os, "utf-8"));
//3. 控制台输出
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请开始聊天: ");
while (true) {
String data = input.nextLine();
bw.write(data);
bw.newLine();//发送换行符
bw.flush();
if (data.equals("886") || data.equals("bye")){
break;
}
}
//4. 关闭
bw.close();
socket.close();
}
}
案例四: 使用Socket实现注册登录
- 使用Socket编程实现服务器端注册
- 注册信息保存在properties文件中
- 封装格式:
- id =
- 注册成功后返回字符串"注册成功"
- 使用Socket编程实现服务器端登录
- 获取properties文件中的用户信息, 进行用户id与密码的校验
- 校验成功后返回字符串"登录成功"
UserServer 用户注册登录服务器端
public class UserServer {
public static void main(String[] args) {
new RegisterThread().start();
new LoginThread().start();
}
}
UserClient 用户注册登录客户端
public class UserClient {
public static void main(String[] args) throws Exception{
System.out.println("------欢迎, 请选择: 1. 注册 2. 登陆------");
Scanner input = new Scanner(System.in);
int choice = input.nextInt();
switch (choice){
case 1:
register();
break;
case 2:
login();
break;
default:
break;
}
}
public static void register() throws Exception {
//1. 创建Socket
Socket socket = new Socket("192.168.0.103", 666);
//2. 获取流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "utf-8"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "utf-8"));
//3. 获取用户信息
String json = getRegisterInfo();
//4. 发送
bw.write(json);
bw.newLine();
bw.flush();
//5. 接收
String reply = br.readLine();
System.out.println("服务器回复: " + reply);
//6. 关闭
bw.close();
br.close();
socket.close();
}
public static String getRegisterInfo(){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入用户编号: ");
int id = input.nextInt();
System.out.println("请输入姓名: ");
String name = input.next();
System.out.println("请输入密码: ");
String pwd = input.next();
System.out.println("请输入年龄: ");
int age = input.nextInt();
//{id : "1001", name : "tom", pwd: "123", age: 20}
String json = "{id:"+id+", name: "+name+", pwd: "+pwd+", age: "+age+"}";
return json;
}
public static void login() throws Exception{
//1. 创建Socket
Socket socket = new Socket("192.168.0.103", 777);
//2. 获取流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "utf-8"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "utf-8"));
//3. 获取用户信息
String json = getLoginInfo();
//4. 发送
bw.write(json);
bw.newLine();
bw.flush();
//5. 接收
String reply = br.readLine();
System.out.println("服务器回复: " + reply);
//6. 关闭
bw.close();
br.close();
socket.close();
}
public static String getLoginInfo(){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入用户编号: ");
int id = input.nextInt();
System.out.println("请输入密码: ");
String pwd = input.next();
//{id : "1001", pwd: "123"}
String json = "{id:"+id+", pwd: "+pwd+"}";
return json;
}
}
注册
public class RegisterThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
//1. 创建ServerSocket
ServerSocket listener = new ServerSocket(666);
//2. 调用accept方法
System.out.println("注册服务器已启动...");
Socket socket = listener.accept();
//3. 获取输入输出流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "utf-8"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "utf-8"));
//4. 接收客户端发送的数据{id : "1001", name : "tom", pwd: "123", age: 20}
String json = br.readLine();//id : "1001", name : "tom", pwd: "123", age: 20
String[] infos = json.substring(1, json.length()-1).split(",");
String id = infos[0].split(":")[1];
//5. 加载属性文件
Properties properties = Tools.loadProperties();
//6. 判断
if (properties.containsKey(id)){
//有
bw.write("此用户已存在");
}else{
//保存属性文件
Tools.saveProperties(json);
bw.write("注册成功");
}
bw.newLine();
bw.flush();
bw.close();
br.close();
socket.close();
listener.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
登录
public class LoginThread extends Thread{
@Override
public void run() {
try {
//1. 创建ServerSocket
ServerSocket listener = new ServerSocket(777);
//2. 调用accept方法
System.out.println("登陆服务器已启动...");
Socket socket = listener.accept();
//3. 获取输入输出流
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "utf-8"));
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(), "utf-8"));
//4. 接收客户端发送的数据{id : "1001", pwd: "123"}
String json = br.readLine();//id : "1001", pwd: "123"
String[] infos = json.substring(1, json.length()-1).split(",");
String id = infos[0].split(":")[1];
//5. 加载属性文件
Properties properties = Tools.loadProperties();
//6. 判断是否存在
if (properties.containsKey(id)){
//判断密码是否正确
//id : "1001", pwd: "123"
String pwd = infos[1].split(":")[1];
String value = properties.getProperty(id);
String[] arr = value.substring(1, value.length()-1).split(",");
String pwd2 = arr[2].split(":")[1];
if (pwd.equals(pwd2)){
bw.write("登陆成功");
}else{
bw.write("密码错误");
}
}else{
bw.write("用户名或密码错误");
}
bw.newLine();
bw.flush();
bw.close();
br.close();
socket.close();
listener.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
工具类 (用来加载保存文件)
public class Tools {
//加载属性文件
public static Properties loadProperties() {
//1. 创建属性集合
Properties properties = new Properties();
//2. 判断文件是否存在
File file = new File("users.properties");
if (file.exists()){
FileInputStream fis = null;
try {
fis = new FileInputStream(file);
properties.load(fis);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if (fis != null){
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
return properties;
}
//保存属性文件
public static void saveProperties(String json){
String[] infos = json.substring(1, json.length()-1).split(",");
String id = infos[0].split(":")[1];
//保存
FileOutputStream fos = null;
try {
fos = new FileOutputStream("users.properties", true);
Properties properties = new Properties();
properties.setProperty(id, json);
properties.store(fos, "");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
if (fos != null){
try {
fos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
}
