网络编程

1.1 概述

地球村

信件：

打电话 -- 连接 -- 接了 -- 通话 TCP

发短信 -- 发送了就完事了 -- UDP

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 192.168.16.124：端口，定位到这个计算机上的某个资源
找到了这个主机，如何传输数据呢？

javaWeb：网页编程 B/S

网络编程：TCP/IP C/S

1.2 网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：

ip
端口号
192.168.16.124：5900

规则：网络通信的协议

TCP/IP

传输层 TCP UDP

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 IP
- 网络通信协议 udp，tcp
Java万物皆对象

1.3 IP

ip地址：InetAddress

唯一定位一台网络上的计算机
127.0.0.1：本机 localhost
ip地址的分类
- IP地址分类 ipv4/ipv6
  - IPV4127.0.0.1 由4个字节组成，0_{255，42亿个}；30亿个都在北美，亚洲4亿。2011年就用尽了；
  - IPV6 2409:8a62:238:fff0:4864:3f31:cc05:3cd8 128位。8个无符号整数
- 公网（互联网）-私网（局域网）
  - ABCD类地址
    
    简单的说：
    
    A类网络的IP地址范围为：1.0.0.1－126.255.255.254；
    
    B类网络的IP地址范围为：128.1.0.1－191.255.255.254；
    
    C类网络的IP地址范围为：192.0.1.1－223.255.255.254
    
    具体解释：
    
    1．A类IP地址
    
    一个A类IP地址由1字节(每个字节是8位)的网络地址和3个字节主机地址组成，网络地址的最高位必须是“0”,即第一段数字范围为1～126。每个A类地址可连接16387064台主机，Internet有126个A类地址。
    
    2．B类IP地址
    
    一个B类IP地址由2个字节的网络地址和2个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“10”，即第一段数字范围为128～191。每个B类地址可连接64516台主机，Internet有16256个B类地址。
    
    3．C类IP地址
    
    一个C类地址是由3个字节的网络地址和1个字节的主机地址组成，网络地址的最高位必须是“110”，即第一段数字范围为192～223。每个C类地址可连接254台主机，Internet有2054512个C类地址。
    
    4．D类地址用于多点播送。
    
    第一个字节以“1110”开始，第一个字节的数字范围为224～239，是多点播送地址，用于多目的地信息的传输，和作为备用。全零(“0.0.0.0”)地址对应于当前主机，全“1”的IP地址(“255.255.255.255”)是当前子网的广播地址。
    
    5．E类地址
    
    以“11110”开始，即第一段数字范围为240～254。E类地址保留，仅作实验和开发用。
    
    全零(“0．0．0．0”)地址对应于当前主机。全“1”的IP地址(“255．255．255．255”)是当前子网的广播地址。
    
    在IP地址3种主要类型里，各保留了3个区域作为私有地址，常见于局域网中。
    
    范围如下：
    
    A类地址：10.0.0.0～10.255.255.255
    
    B类地址：172.16.0.0～172.31.255.255
    
    C类地址：192.168.0.0～192.168.255.255
  - 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

TestInetAddress.java

package com.kazesan.net1;

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

//测试IP
public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //查询本机地址
            InetAddress inetAddress1 = InetAddress.getByName("172.0.0.1");
            System.out.println(inetAddress1);

            InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(inetAddress3);

            InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inetAddress4);

            //查询网络ip地址
            InetAddress inetAddress2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(inetAddress2);

            //常用方法
            //System.out.println(inetAddress2.getAddress());
            System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//规范的名字
            System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ip
            System.out.println(inetAddress2.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 tcp：80，udp：80 单个写一下，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：2014~49151，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 "65016" #查看指定的端口
tasklist|findstr "13904" #查看指定端口的进程
#在dos下操作
```

TestSocketAddress.java

package com.kazesan.net1;

import java.net.InetSocketAddress;

public class TestInetSocketAddress {
    public static void main(String[] args) {
        InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
        InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);

        System.out.println(socketAddress);
        System.out.println(socketAddress2);

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

1.5 通信协议

协议：约定

网络通信协议：速率，传输码率，代码结构，传输控制...

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：网络互联协议

TCP 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:你瞅啥？
B:瞅你咋地？
A:干一场！


A:我要断开了。
B:你要断开了吗？
B:你真的要断开了吗？
A:我真的要断开了！

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、服务端：没有明确的界限
不管有没有准备好，都可以发给你
导弹
DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）

1.6 TCP

实现聊天

客户端

连接服务器Socket
发送消息

TcpClientDemo01.java

package com.kazesan.TCP;

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) {
        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".getBytes());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            //关闭资源
            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ServerSocket
等待用户的连接 accept
接收用户的消息

TcpServerDemo01.java

package com.kazesan.TCP;

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) {
        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.等待客户端连接过来
                 socket = serverSocket.accept();
                 //3.读取客户端的消息
                 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());
             }
            /*
               byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len=is.read())!=-1){
                String msg = new String(buffer, 0, len);
                System.out.println(msg);
            }
             */
        } 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

服务器端

TcpServerDemo02.java

package com.kazesan.TCP;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TcpServerDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //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

TcpClientDemo02.java

package com.kazesan.TCP;

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 Exception {//最好使用try catch，这里为了演示直接抛出
        //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("kuga.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
        baos.close();
        inputStream.close();
        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

发短信：不用连接，需要知道对方的地址！

发送消息

package com.kazesan.UDP;

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

//不需要连接服务器
public class UdpClientDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1.建立一个Socket
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

        //2.建个包
        String msg = "你好啊，服务器！";

        //发送给谁
        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

package com.kazesan.UDP;

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 Exception {
        //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);//接收

        socket.receive(packet);//阻塞接收（活着）

        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

package com.kazesan.chat;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        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,datas.length,new InetSocketAddress("localhost",6666));

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

循环接受消息

package com.kazesan.chat;

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

public class UdpReceiverDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        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);//阻塞式接收包裹

            //断开连接
            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！

在线咨询（多线程）

发送端

TalkSend.java

package com.kazesan.chat;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetSocketAddress;

public class TalkSend implements Runnable{
    DatagramSocket socket = null;
    BufferedReader reader = null;

    private int fromPort;
    private String toIP;
    private int toPort;

    public TalkSend(int fromPort, String toIP, int toPort) {
        this.fromPort = fromPort;
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;

        try {
            socket = new DatagramSocket(fromPort);
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();//打印栈信息
        }

    }

    @Override
    public void run() {

        while (true){
            try {
                String data = reader.readLine();
                byte[] datas = data.getBytes();
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(datas,0,datas.length,new InetSocketAddress(this.toIP,this.toPort));

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

接收端

TalkReceive.java

package com.kazesan.chat;

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

public class TalkReceive implements Runnable {
    DatagramSocket socket = null;
    private int Port;
    private String msgFrom;

    public TalkReceive(int port, String msgFrom) {
        this.Port = port;
        this.msgFrom = msgFrom;
        try {
            socket = new DatagramSocket(port);
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {

        while (true) {

            try {
                //准备接收包裹
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container, 0, container.length);
                socket.receive(packet);//阻塞式接收包裹

                //断开连接
                byte[] data = packet.getData();
                String receiveData = new String(data, 0, data.length);

                System.out.println(msgFrom + "：" + receiveData);

                if (receiveData.equals("bye")) {
                    break;
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

        socket.close();
    }
}

学生和老师交流

学生端

TalkStudent.java

package com.kazesan.chat;

public class TalkStudent {
    public static void main(String[] args) {
        //开启两个线程
        new Thread(new TalkSend(7777,"localhost",9999)).start();
        new Thread(new TalkReceive(8888, "老师")).start();
    }
}

老师端

TalkTeacher.java

package com.kazesan.chat;

public class TalkTeacher {
    public static void main(String[] args) {
        //开启两个线程
        new Thread(new TalkSend(5555, "localhost",8888 )).start();
        new Thread(new TalkReceive(9999, "学生")).start();
    }
}

1.8 URL

http://www.baidu.com

统一资源定位符，定位互联网上的某一个资源

DNS 域名解析域名解析为IP，本质上也为IP地址，域名方便记忆。域名映射到IP过程叫做DNS域名解析

协议：//ip地址：端口/项目名/资源

URLDemo01.java

package com.kazesan.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=kezesan&password=123");
        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());//文件全路径
        System.out.println(url.getQuery());//参数
    }
}

URL下载网络资源

UrlDown.java

package com.kazesan.URL;

import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;

public class UrlDown {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.下载地址
        URL url = new URL("https://m701.music.126.net/20220701225812/bf78c2ad691cf70eecac665f2f471945/jdyyaac/535b/5309/050c/d10b20ab67dca6439b4d2ff5df6a0796.m4a");

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

        InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();

        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("东方之珠.m4a");

        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while ((len=inputStream.read(buffer))!=-1){
            fos.write(buffer,0,len);//写出这个数据
        }

        fos.close();
        inputStream.close();
        urlConnection.disconnect();//断开连接

    }
}

posted @ 2022-07-01 23:10 大白很白阅读(63) 评论(0) 收藏举报

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网络编程

网络编程

1.1 概述

1.2 网络通信的要素

1.3 IP

1.4 端口

1.5 通信协议

1.6 TCP

实现聊天

文件上传

Tomcat

1.7 UDP

发送消息

接收端

循环发送消息

循环接受消息

在线咨询（多线程）

1.8 URL

URL下载网络资源

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