本文介绍了网络通信的基础概念，包括IP地址、端口号的作用及分配，详细解析了IPv4与IPv6的区别，并对比了UDP和TCP两种主要的网络协议特点。此外，还提供了使用Java进行UDP与TCP编程的具体实例。
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网络协议
一.IP地址
每个设备在网络中的唯一标识
每台网络终端在网络中都有一个独立的地址，我们在网络中传输数据就是使用这个地址。
ipconfig：查看本机IP
ping：测试连接
本地回路地址：127.0.0.1 255.255.255.255是广播地址
IPv4：4个字节组成，4个0-255。大概42亿，30亿都在北美，亚洲4亿。2011年初已经用尽。
IPv6：8组，每组4个16进制数。
1a2b:0000:aaaa:0000:0000:0000:aabb:1f2f
1a2b::aaaa:0000:0000:0000:aabb:1f2f
1a2b:0000:aaaa::aabb:1f2f
1a2b:0000:aaaa::0000:aabb:1f2f
1a2b:0000:aaaa:0000::aabb:1f2f
二.端口号
每个程序在设备上的唯一标识
每个网络程序都需要绑定一个端口号，传输数据的时候除了确定发到哪台机器上，还要明确发到哪个程序。
端口号范围从0-65535
编写网络应用就需要绑定一个端口号，尽量使用1024以上的，1024以下的基本上都被系统程序占用了。
常用端口
mysql: 3306
oracle: 1521
web: 80
tomcat: 8080
QQ: 4000
feiQ: 2425
三.网络协议
为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。
UDP
面向无连接，数据不安全，速度快。不区分客户端与服务端。
TCP
面向连接（三次握手），数据安全，速度略低。分为客户端和服务端。
三次握手: 客户端先向服务端发起请求, 服务端响应请求, 传输数据
四.Socket
通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信。
数据在两个Socket间通过IO流传输。
Socket在应用程序中创建，通过一种绑定机制与驱动程序建立关系，告诉自己所对应的IP和port。
五.UDP传输
1.发送
创建DatagramSocket, 随机端口号
创建DatagramPacket, 指定数据, 长度, 地址, 端口
使用DatagramSocket发送DatagramPacket
关闭DatagramSocket
2.接收
创建DatagramSocket, 指定端口号
创建DatagramPacket, 指定数组, 长度
使用DatagramSocket接收DatagramPacket
关闭DatagramSocket
从DatagramPacket中获取数据
3.接收方获取ip和端口号
String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
int port = packet.getPort();
使用UDP传输的实例:
发送端的代码:
package cn.itcast.socket;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.util.Scanner;
public class Demo3_Send {
/**
* 1.发送
创建DatagramSocket, 随机端口号
创建DatagramPacket, 指定数据, 长度, 地址, 端口
使用DatagramSocket发送DatagramPacket
关闭DatagramSocket
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(); //创建Socket对象,相当于创建码头
Scanner sc = new Scanner(System.in);
while(true) {
String message = sc.nextLine();
if("quit".equals(message))
break;
DatagramPacket packet = //创建Packet,相当于创建集装箱
new DatagramPacket(message.getBytes(), message.getBytes().length, InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 6666);
socket.send(packet); //发送
}
socket.close();//关闭底层io流
}
}
接收端的代码:
package cn.itcast.socket;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
public class Demo3_Receive {
/**
* 2.接收
创建DatagramSocket, 指定端口号
创建DatagramPacket, 指定数组, 长度
使用DatagramSocket接收DatagramPacket
关闭DatagramSocket
从DatagramPacket中获取数据
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(6666); //创建Socket对象,相当于创建码头
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024); //创建packet对象,相当于集装箱
while(true){
socket.receive(packet); //接收货物
byte[] arr = packet.getData(); //获取数据
int len = packet.getLength(); //获取有效的字节个数
String ip = packet.getAddress().getHostAddress();
int port = packet.getPort();
System.out.println(ip + ":" + port + ":" + new String(arr,0,len));
}
}
}
六.TCP传输
1.客户端
创建Socket连接服务端(指定ip地址,端口号)通过ip地址找对应的服务器
调用Socket的getInputStream()和getOutputStream()方法获取和服务端相连的IO流
输入流可以读取服务端输出流写出的数据
输出流可以写出数据到服务端的输入流
客户端代码:
package cn.itcast.tcp;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class Demo2_Client {
/**
* 1.客户端
创建Socket连接服务端(指定ip地址,端口号)通过ip地址找对应的服务器
调用Socket的getInputStream()和getOutputStream()方法获取和服务端相连的IO流
输入流可以读取服务端输出流写出的数据
输出流可以写出数据到服务端的输入流
* @throws IOException
* @throws UnknownHostException
*/
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 12345);
/*InputStream is = socket.getInputStream(); //获取输入流
OutputStream os = socket.getOutputStream(); //获取输出流
byte[] arr = new byte[1024];
int len = is.read(arr); //读取服务器发送的数据
System.out.println(new String(arr,0,len));
os.write("学习挖掘机哪家强".getBytes()); //向服务器写出数据
*/
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//包装输入流
PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());//包装输出流
System.out.println(br.readLine()); //读取客户端发过来的数据
ps.println("我要报名java就业班"); //向客户端写出一句话
System.out.println(br.readLine()); //读取客户端发过来的数据
ps.println("不学了"); //向客户端写出一句话
socket.close();
}
}
2.服务端
创建ServerSocket(需要指定端口号)
调用ServerSocket的accept()方法接收一个客户端请求，得到一个Socket
调用Socket的getInputStream()和getOutputStream()方法获取和客户端相连的IO流
输入流可以读取客户端输出流写出的数据
输出流可以写出数据到客户端的输入流
服务端的代码:
package cn.itcast.tcp;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class Demo2_Server {
/**
* 2.服务端
创建ServerSocket(需要指定端口号)
调用ServerSocket的accept()方法接收一个客户端请求，得到一个Socket
调用Socket的getInputStream()和getOutputStream()方法获取和客户端相连的IO流
输入流可以读取客户端输出流写出的数据
输出流可以写出数据到客户端的输入流
* @throws IOException
*/
public static void main(String[] args) throws IOException {
ServerSocket server = new ServerSocket(12345);
while(true) {
final Socket socket = server.accept(); //接受客户端请求
new Thread(){ //接受一个请求就开启一个线程
public void run() {
try {
/*InputStream is = socket.getInputStream(); //获取输入流
OutputStream os = socket.getOutputStream(); //获取输出流
os.write("百度一下你就知道".getBytes()); //服务器向客户端发送数据
byte[] arr = new byte[1024];
int len = is.read(arr); //读取客户端发送的数据
System.out.println(new String(arr,0,len));*/
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//包装输入流
PrintStream ps = new PrintStream(socket.getOutputStream());//包装输出流
ps.println("欢迎咨询传智播客"); //向客户端写出一句话
System.out.println(br.readLine()); //读取客户端发过来的数据
ps.println("报满了,请报下一期吧"); //向客户端写出一句话
System.out.println(br.readLine()); //读取客户端发过来的数据
socket.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}.start();
}
}
}
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