网络编程基础-优快云博客

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网络编程三要素

一、IP地址（设备的标识）

IPv4 和 IPv6

IPv4：是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定，IP地址用二进制来表示，每个IP地址长32bit，也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”，这么长的地址，处理起来也太费劲了。为了方便使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分隔不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“192.168.1.66”。
IPv6：由于互联网的蓬勃发展，IP地址的需求量愈来愈大，但是网络地址资源有限，使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间，通过IPv6重新定义地址空间，采用128位地址长度，每16个字节一组，分成8组十六进制数，这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。
IPv6的地址长度为128位，是IPv4地址长度的4倍。于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制表示。IPv6有3种表示方法。（华为考过这个知识点的字符串处理）
一、冒分十六进制表示法
格式为X:X:X:X:X:X:X:X，其中每个X表示地址中的16b，以十六进制表示，例如：
ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789
这种表示法中，每个X的前导0是可以省略的，例如：
2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A→ 2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
二、0位压缩表示法
在某些情况下，一个IPv6地址中间可能包含很长的一段0，可以把连续的一段0压缩为“::”。但为保证地址解析的唯一性，地址中”::”只能出现一次，例如：
FF01:0:0:0:0:0:0:1101 → FF01::1101
0:0:0:0:0:0:0:1 → ::1
0:0:0:0:0:0:0:0 → ::
三、内嵌IPv4地址表示法
为了实现IPv4-IPv6互通，IPv4地址会嵌入IPv6地址中，此时地址常表示为：X:X:X:X:X:X:d.d.d.d，前96b采用冒分十六进制表示，而最后32b地址则使用IPv4的点分十进制表示，例如::192.168.0.1与::FFFF:192.168.0.1就是两个典型的例子，注意在前96b中，压缩0位的方法依旧适用。

常用命令

ipconfig：查看本机IP地址
ping IP地址：检查网络是否连通
127.0.0.1：是回送地址，可以代表本机地址，一般用来测试使用。

使用InetAddress类获得IP地址

在这里插入图片描述

二、端口（应用程序的标识）

端口号

两个字节表示，范围为 0 ~ 65535，其中 0 ~ 1023之间的用于知名网络服务和应用，普通的需要用1024以上。

三、协议（计算机网络中连接和通信的规则）

1、UDP （用户数据报协议 User Datagram Protocol）

UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。由于使用UDP协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输，重要数据传输不建议使用UDP。

UDP通信原理
UDP协议是一种不可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，但是这两个Socket只是发送，接收数据的对象，因此对于基于UDP协议的通信双方而言，没有所谓的客户端和服务器的概念。
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket。
UDP发送数据

public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	//创建发送端Socket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        
        //创建数据并打包成数据报包 DatagramPacket，表明要发送到的IP,和端口号
        byte[] ms = "EDG comeon!Champion!!!".getBytes();
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(ms,ms.length, InetAddress.getByName("192.168.10.133"),10086);
        
		//调用send方法发送数据
        ds.send(dp);
        
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}

UDP接收数据

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	//创建发送端Socket对象,接收端要表明端口号
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);
        
        //创建数据报包用于接收数据
        byte[] ms = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(ms,ms.length);
		
		//接收数据
        ds.receive(dp);
		
		//解析数据包
        byte[] datas = dp.getData();
        String res = new String(datas);
        System.out.println(res);
        
		//关闭接收端
        ds.close();
    }
}

2、TCP（传输控制协议 Transmission Control Protocol）

TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立逻辑连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”。
三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠
第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认。
第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求。
第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接。
完成三次握手，连接建立后，客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性，TCP协议可以保证传输数据的安全，所以应用十分广泛。例如上传文件、下载文件、浏览网页等。

TCP通信原理
TCP通信协议是一种可靠的网络协议，它在通信的两端各建立一个Socket对象，从而在通信的两端形成网络虚拟链路，一旦建立了虚拟的网络链路，两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信。
Java对基于TCP协议的的网络提供了良好的封装，使用Socket对象来代表两端的通信端口，并通过Socket产生IO流来进行网络通信。Java为客户端提供了Socket类，为服务器端提供了ServerSocket类。
TCP发送数据

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	// 使用Socket类实现客户端套接字
    	Socket soc = new Socket("192.168.10.120", 10087);
    	
    	// 获取该套接字的输出流
        OutputStream out = soc.getOutputStream();
        
        //写数据
        out.write("EDG !!!".getBytes());
        
        //释放资源
        soc.close();
    }
}

TCP接收数据

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
    	//使用ServerSocket类实现服务器套接字
    	// ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字  
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10087);
        
		//Socket accept() 侦听要连接到此服务器的套接字并接受它
        Socket s = ss.accept();
		
		//获取输入流，读取数据
		InputStream in = s.getInputStream();
        byte[] ms = new byte[1024];
        int len = in.read(ms);
        String data = new String(ms,0,len);
        System.out.println(data);
    }
}