网络编程

已于 2022-11-02 17:24:01 修改
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文章标签： java
于 2022-03-23 19:01:24 首次发布
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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：

  • 传播交流信息，数据交换。通信。

想要达到这个效果需要什么：

  1. 如何准确的定位网络上的一台计算机 192.168.16.124：端口，定位到计算机上的某个资源
  2. 找到了这个主机，如何传输数据？

javaweb：网页编程 B/S

网络编程：TCP/IP C/S

2、网络通讯的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址：

  • ip ip地址唯一
  • 端口号

规则：网络通信的协议 主要是tcp、udp

TCP/IP参考模型：

在这里插入图片描述

3、IP

ip地址：InetAddress

  • 唯一定义一台网络计算机

  • 127.0.0.1 本机 localhost

  • ip地址的分类

    • ipv4/ipv6 ip地址
      • IPV4 如127.0.0.1，4个字节组成，每个字节范围0~255；全球有42亿个，30亿在北美，亚洲仅有4亿，在2011年已经用尽。
      • IPV6 128位，8个无符号整数！
    • 公网（互联网）-私网（局域网）
      • ABCD四类地址
      • 192.168.xx.xx 专门给组织内部使用的

  • 域名：记忆IP问题！

    package com.kuangshen.lesson01;

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("127.0.0.1");
            System.out.println(inetAddress1);
            InetAddress inetAddress3 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(inetAddress3);
            InetAddress inetAddress4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inetAddress4);

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

            //常用方法
            System.out.println(inetAddress2.getAddress());//获得地址，字节型的，不常用
            System.out.println(inetAddress2.getCanonicalHostName());//获取规范的名字
            System.out.println(inetAddress2.getHostAddress());//ip
            System.out.println(inetAddress2.getHostName());//获取域名，或者自己电脑的名字
            /*
            getCanonicalHostName方法和getHostName方法一样，也是得到远程主机的域名。
            但它们有一个区别。
            getCanonicalHostName得到的是主机名，而getHostName得到的主机别名。
             */
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4、端口

端口表示计算机上一个程序的进程

  • 不同的进程有不同的端口号！用来区分软件！

  • 被规定范围是0~65535

  • TCP，UDP：两种类型，有65535*2 如tcp:80与udp:80不冲突，但单个协议下端口号会起冲突

  • 端口分类：

    • 公有端口 0~1023，如：

      • HTTP : 80
      • HTTPS : 443
      • FTP : 21
      • Telent : 23等

    • 程序注册端口 1024~49151，分配给用户或者程序，如：

      • Tomcat : 8080
      • MySQL : 3306
      • Oracle : 1521

    • 动态、私有：49152~65535

      #cmd里的命令
netstat -ano #查看所有的端口
netstat -ano|findstr "端口号" #查看指定的端口
tasklist|findstr "端口号" #查看指定端口的进程

      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());
        System.out.println(socketAddress.getPort());
    }
}

    在这里插入图片描述

5、通信协议

协议：约定，好比我们现在说的普通话

网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制

TCP/IP协议簇：实际上是一组协议

两个重要的协议：

  • 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 与UDP对比：

  • TCP : 想象成打电话

    • 连接，稳定

    • 三次握手 四次挥手

      三次握手：连接需要最少三次，保证稳定连接
如：
	A:你瞅啥？
	B:瞅你咋地？
	A:干一场！
需要先发起的要做一个回应才是稳定连接

四次挥手：断开需要四次
如：
	A:我要断开了
	B:我知道你要断开了	
	B:你真的断开了吗？
	A:我真的断开了

    • 客户端、服务端

    • 传输完成，释放连接，效率低

  • UDP : 想象成发短信

    • 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…
    • DDOS：洪水攻击（饱和攻击）

6、TCP

（1）发送消息

客户端（先启动服务端，否则报错）

  1. 连接服务器 Socket

  2. 发送消息

    //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，学无止境".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();
                }
            }
        }
    }
}

服务端：

  1. 建立服务的端口 ServerSocket
  2. 等待用户的连接 accept
  3. 接收用户的消息
//服务端
public class TcpServiceDemo01 {
    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);
            //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());

        } 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();
                }
            }
        }
    }
}

（2）文件上传

客户端

//文件上传 客户端
public class TcpClientDemo02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //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("studyPath.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();
        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();
    }
}

服务端

//文件上传 服务端
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
        //3.获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        //4.文件输出
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("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，可以断开了".getBytes());
        //5.关闭资源
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        serverSocket.close();
    }
}

Tomcat

服务端

  • 自定义 S
  • Tomcat服务器 S

客户端

  • 自定义 C
  • 浏览器 B

7、UDP

发送消息

发送端：

//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.建立包
        String msg = "你好啊，世界";
        //发送给谁
        InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
        int port = 9090;
        //DatagramPacket参数含义：数据的字节形式，起始位置，长度，发送给谁，端口号
        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

//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);
        socket.receive(packet);//阻塞接收
        //输出
        System.out.println(packet.getAddress().getHostAddress());
        System.out.println(new String(packet.getData(), 0, packet.getLength()));
        //关闭连接
        socket.close();
    }
}

咨询

循环发送消息

发送端

//发送端
public class UdpSenderDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);
        while (true){
            //准备数据：控制台读取system in
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            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();
    }
}

接收端

//接收端
public class UdpReceiveDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666);

        //循环接收
        while (true){
            //准备接收包裹
            byte[] container = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);
            //接收包裹
            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

发送端

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

    private int formPort;
    private String toIP;
    private int toPort;

    public TalkSend(int formPort, String toIP, int toPort) {
        this.formPort = formPort;
        this.toIP = toIP;
        this.toPort = toPort;
        try {
            socket = new DatagramSocket(formPort);
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            //准备数据：控制台读取system in
            String data = null;
            try {
                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 (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        socket.close();
    }
}

接收端

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() {

        //循环接收
        while (true){
            try {
                //准备接收包裹
                byte[] container = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(container,0,container.length);
                //接收包裹
                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();
    }
}

开启线程:让老师和学生能在线交流

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();
    }
}

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();
    }
}

8、URL

https://www.bilibili.com/

统一资源定位符：定位资源的，定位互联网上的某一个资源

DNS域名解析

协议：//ip地址：端口/项目名/资源

public class URLDemo01 {
    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException {
        URL url = new URL("https://localhost:8080/helloworld/index.jsp?username=kuangshen&password=123");
        System.out.println("1."+url.getProtocol());//协议
        System.out.println("2."+url.getHost());//主机ip
        System.out.println("3."+url.getPort());//端口
        System.out.println("4."+url.getPath());//文件
        System.out.println("5."+url.getFile());//全路径
        System.out.println("6."+url.getQuery());//参数
    }
}

结果为：

​ 1.https
​ 2.localhost
​ 3.8080
​ 4./helloworld/index.jsp
​ 5./helloworld/index.jsp?username=kuangshen&password=123
​ 6.username=kuangshen&password=123

网络下载文件

package com.kuangshen.lesson04;

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;
import java.net.URLConnection;
//网络下载文件
public class UrlDown {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.下载地址
        URL url = new URL("http://bpic.wotucdn.com/28/40/24/28402426-b3c19df82dc1ebdb5d3a734a128c6772.jpg!/fw/456/quality/91/unsharp/true/compress/true/canvas/456x684a0a0/format/webp");
        //2.连接到这个资源
        HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection)url.openConnection();
        InputStream inputStream = urlConnection.getInputStream();
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("春分.jpg");
        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
    }
}
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