Java学习笔记------Twenty-four（网络编程）

一，网络编程
1.网络模型
网络模型一般是指:OSI（Open System Interconnection开放系统互连）七层参考模型
TCP/IP四层参考模型:主机至网络层(物理层 , 数据链路层) , 网际层 , 传输层 , 应用层( 表示层 , 会话层)
网络模型7层概述：
(1).物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。
它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0）。
这一层的数据叫做比特。
(2). 数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。
(3). 网络层：主要将从下层接收到的数据进行IP地址（例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。
(4). 传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。
主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
(5).会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。
主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）
(6).表示层：主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西（如图片、声音等）。
(7).应用层： 主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载），WEB（IE浏览），QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西．就是终端应用）。
2. 网络编程三要素
A:IP地址:InetAddress: 网络中设备的标识，不易记忆，可用主机名
B:端口号: 用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识
C:传输协议: 通讯的规则常见协议：TCP，UDP
3.IP地址
A:IP地址的组成
IP地址 = 网络地址+主机地址
A类IP地址:第一段号码为网络地址，剩下的三段号码为本地计算机的号码
B类IP地址:前二段号码为网络地址，剩下的二段号码为本地计算机的号码
C类IP地址:前三段号码为网络地址，剩下的一段号码为本地计算机的号码
B.IP地址分类
A类 1.0.0.1—127.255.255.254
(1)10.X.X.X是私有地址(私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址)
(2)127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。
B类 128.0.0.1—191.255.255.254 172.16.0.0—172.31.255.255是私有地址。
C类 192.0.0.1—223.255.255.254 192.168.X.X是私有地址
D类 224.0.0.1—239.255.255.254
E类 240.0.0.1—247.255.255.254
4.InetAddress类
A:InetAddress类的概述
​ 为了方便我们对IP地址的获取和操作，java提供了一个类InetAddress 供我们使用
​ 此类表示互联网协议 (IP) 地址。
​B:InetAddress类的常见功能
​ public static InetAddress getByName(String host)
​ public String getHostAddress()//获取IP
​ public String getHostName()//获取主机名
​ getLocalHost();
5.端口和协议
A：端口
物理端口 网卡口
逻辑端口 我们指的就是逻辑端口
a:每个网络程序都会有一个逻辑端口
b:用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识
c:有效端口：0_{65535（两个字节），其中0}1023系统使用或保留端口。
B：协议
UDP
将数据源和目的封装成数据包中，不需要建立连接；
每个数据报的大小在限制在64k；
因无连接，是不可靠协议；
不需要建立连接，速度快
TCP
建立连接，形成传输数据的通道；
在连接中进行大数据量传输；
需要连接所以是可靠协议；
必须建立连接，效率会稍低
6. UDP协议发送数据
步骤:

• a: 创建UDP通讯客户端对象(DatagramSocket)
• b: 创建数据报包 public DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address,int port)
• c: 发送 数据
• d: 释放资源
  7.UDP协议接收数据
  步骤:
• a: 创建UDP通讯协议服务器端对象(DatagramSocket) 注意要用有参数构造 指定端口号
• b: 创建数据报包,作用用来接收数据 // public DatagramPacket(byte[] buf, int length)
• c: 接收数据 receive(dp) ;
• d: 解析数据报包,拿出数据 dp.getData() ; dp.getLength() ;
• e: 释放资源
  案例演示：通过UDP协议，完成UDP发送端，不断的将键盘录入的数据发送给接收端，并测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        while (true){
            System.out.println("请输入要发送的内容：");
            String s = reader.readLine();
            if ("bye".equals(s)){
                break;
            }
            byte[] bytes = s.getBytes();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes, bytes.length, InetAddress.getByName("192.168.8.39"), 0101);
            socket.send(packet);
        }
        socket.close();
    }
}


class Server {
    //通过UDP协议，完成UDP接收端，不断的打印出发送端键盘录入的数据，并测试。
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(0101);
        System.out.println("我已经准备好了...");
        while (true){
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
            socket.receive(packet);
            byte[] data = packet.getData();
            String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
            String s = new String(data, 0, data.length);
            System.out.println(ip+"发来消息："+s);
        }
    }
}

8.TCP协议发送数据
步骤:

• a: 创建TCP通讯协议客户端对象(Socket) // public Socket(String host, int port)
• b: 获取输出流对象
• c: 写数据
• d: 释放资源
  9.TCP协议接收数据
  步骤:
• a: 创建TCP通讯协议服务器端对象(ServerSocket)
• b: 监听客户端
• c: 获取输入流对象
• d: 读取数据
• e: 释放资源
  案例演示：

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket("192.168.8.39",13123);
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));
        while (true){
            System.out.println("请输入发送内容：");
            writer.write(reader.readLine());
            writer.newLine();
            writer.flush();
        }
    }
}


class TCPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(13123);
        System.out.println("时刻准备着...");
        Socket socket = serverSocket.accept();
        InputStream in = socket.getInputStream();
        BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
        BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));
        while (true){
            String s = reader.readLine();
            if ("bye".equals(s)){
                break;
            }
            writer.write(s);
            writer.newLine();
            writer.flush();
        }
        writer.close();
    }
}