网络编程
1.网络编程概述：
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连接起来，在网络操作系统、网络管理软件及网络通讯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：
就是用来实现网络互连和不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。
2.网络模型：
计算机网络之间以何种规则进行通信，就是网络模型研究的问题。
网络模型一般是指：
OSI(Open System Interconnection开放系统互连)参考模型
TCP/IP参考模型
3.网络参考模型图：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-paSxQMkC-1607421495431)(C:\Users\24582\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201208095857893.png)]
***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，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。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）。
4.网络通讯三要素：
①IP地址：
InterAddress
网络中的设备标识，不容易记忆，可用主机名
②端口号
用于标识进行的逻辑地址，不同进程进行标识
③传输协议
通讯的规则
常见协议：TCP/UDP
5.IP地址：
引入：
要想让网络中的计算机能够互相通讯，必须为每台计算机制定一个标识号，通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机，在TCP/IP协议中，这个标识号就是IP地址。
那么，我们如何获取和操作IP地址呢？
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。
举例：
所谓IP地址就是给每个连接在Internet上的主机分配的一个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，比特换算成字节，就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“00001010000000000000000000000001”，这么长的地址，人们处理起来也太费劲了。为了方便人们的使用，IP地址经常被写成十进制的形式，中间使用符号“.”分开不同的字节。于是，上面的IP地址可以表示为“10.0.0.1”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”，这显然比1和0容易记忆得多。
组成：
IP地址 = 网络号码+主机地址
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。169.254.X.X是保留地址。
C类 192.0.0.1—223.255.255.254 192.168.X.X是私有地址，配置路由器很常见
D类 224.0.0.1—239.255.255.254
E类 240.0.0.1—247.255.255.254
特点：
A类IP地址:第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码
B类IP地址:前二段号码为网络号码，剩下的二段号码为本地计算机的号码
C类IP地址:前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码
特殊地址:
127.0.0.1 回环地址,可用于测试本机的网卡是否有问题. ping 127.0.0.1
DOS命令 ipconfig:查看本机IP地址
6.InetAddress类的使用：
概述：
此类表示互联网协议 (IP) 地址。
方法：
没有构造方法，那么如何使用该类的功能呢？
通过静态方法可以获取
public static InetAddress getByName(String host)
在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
public String getHostName()
获取此 IP 地址的主机名。
public String getHostAddress()
返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
代码：
public class IPDemo1 {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
//获取IP地址对象
InetAddress address = InetAddress.getByName("DESKTOP-JTS3UA1");
//获取对象干什么？
String hostName = address.getHostName();//获取此IP地址的主机名
String hostAddress = address.getHostAddress();//获取此IP地址对象的IP地址
System.out.println(hostName+"---"+hostAddress);
}
}
7.端口号：
概述：
物理端口，网卡口
逻辑端口，我们一般说的就是逻辑端口
A：每个网络程序至少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，其中0-1024系统使用或者保留端口。
8.网络协议：
UDP
将数据源和目的封装成数据包中，不需要建立连接，每个数据的大小控制在64k。因无连接，是不可靠协议，不需要建立连接，所以速度快。
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。通过三次握手完成连接，是可靠协议。必须建立连接，所以效率会稍低。
三次握手：a.我要给你发送消息了
b.你收到了我要给你发东西的通知，并反馈我发吧
c.我开始发了
9.Socket：
概要：
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字
Socket原理机制：
通信的两端都要有Socket
网络通信其实就是Socket间的通信
数据在两个Socket间通过IO传输
图解：
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-eMHbX1Cn-1607421495433)(C:\Users\24582\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20201208105157749.png)]
10.UDP：
使用：
1.DatagramSocket与DatagramPacket
2.建立发送端，接收端
3.建立数据包
4.调用Socket的发送接收方法
5.关闭Socket
6.发送端和接收端是两个独立的运行程序
发送端：
发送端传输步骤：
1.建立UDP的Socket服务
2.将要发送的数据封装成数据包
3.通过UDP的Socket服务，将数据包发出
4.关闭资源
发送端代码：
/**
* 1.建立UDP的Socket服务
* 2.将要发送的数据封装成数据包
* 3.通过UDP的Socket服务，将数据包发出
* 4.关闭资源
*
* DatagramSocket:此类表示用来发送和接收数据报包的套接字。
* public void send(DatagramPacket p):从此套接字发送数据报包。
*
* DatagramPacket:此类表示数据报包。
* DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
*/
public class SendDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.建立UDP的Socket服务
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//2.将要发送的数据封装成数据包
byte [] bytes ="hello,world,java".getBytes();
int length = bytes.length;
InetAddress address = InetAddress.getByName("DESKTOP-JTS3UA1");
int port = 10010;//端口
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,length,address,port);
//3.通过UDP的Socket服务，将数据包发出
ds.send(dp);
//4.关闭资源
ds.close();
}
}
接收端：
传输步骤：
1.建立UDP的Socket服务。
2.通过recevice方法接收数据。
3.将收到的数据存储到数据包对象中。
4.通过数据包对象的功能来完成对接收到数据进行解析。
5.可以对资源进行关闭。
接收端代码：
public class ReceviceDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.建立UDP的Socket服务。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10010);
//2.创建数据包
byte [] bytes = new byte[1024];
int length = bytes.length;
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,length);
//3.通过recevice方法接收数据。
ds.receive(dp);
//4.解析
byte[] data = dp.getData();
int length1 = dp.getLength();
System.out.println(new String(data,0,length1));
//
ds.close();
}
}
练习代码：
从键盘录入数据进行发送，如果录入到520，那么客户端就结束输入数据。
//发送端
public class SendWork {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
//键盘录入对象
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line = br.readLine()) != null) {
if("520".equals(line)){
break;
}
byte[] bytes = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length,
InetAddress.getByName("DESKTOP-JTS3UA1"), 10011);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}
//接收端
public class ReceviceWork {
public static void main(String[] args) throws IOException {
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10011);
while (true) {
byte[] bytes = new byte[1024 * 64];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes, bytes.length);
ds.receive(dp);
System.out.println(new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
}
}
}
11.TCP:
用法：
Socket和ServerSocket
建立客户端和服务器端
建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输
关闭Socket
这里的客户端和服务器端是两个独立的程序
客户端：
TCP发送端传输步骤：
1.建立客户端的Socket服务，明确要连接的服务器。
2.如果连接建立成功，就表明已经建立了数据传输通道，就可以在该通道通过IO流进行数据的读取和写入。该通道称为Socket流，Socket流中既有读取流，也有写入流。
3.通过Socket对象获取这两个流。
4.通过流对象，可以对数据进行传输。
5.传输完毕，关闭资源。
public class SocketDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.建立客户端的Socket服务
Socket s = new Socket("192.168.1.113",9999);
//2.通过Socket对象获取这两个流。
OutputStream os= s.getOutputStream();
os.write("hello,world,java".getBytes());
s.close();
}
}
服务类：
TCP接收端传输步骤：
1.建立服务器端的Socket服务，需要一个端口
2.服务器没有直接流的操作，而是通过accept方法获取客户端对象，在通过获取到的客户端对象的流和客户端进行通讯
3.通过客户端的获取流对象的方法，读取数据或者写入数据
4.如果服务器完成，然后需要关闭客户端，然后关闭服务器。但是现实中一般情况向下是不会关闭服务器的，因为要一致提供服务。
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.建立服务器端的Socket服务，需要一个端口
ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
//2.通过accept方法获取客户端对象，在通过获取到的客户端对象的流和客户端进行通讯
Socket accept = ss.accept();
//3.通过客户端的获取流对象的方法，读取数据或者写入数据
InputStream is = accept.getInputStream();
byte[] bytes = new byte[1024];
int length = is.read();
System.out.println(new String(bytes,0,length));
//4.如果服务器完成，然后需要关闭客户端，然后关闭服务器。但是现实中一般情况向下是不会关闭服务器的，因为要一致提供服务。
accept.close();
//ss.close();
}
}
思考：
客户端连接上服务器端，两端都在等待，没有任何数据传输。
原因：因为read方法或者readLine方法是阻塞式
解决方式：使用shutdownInput，shutdownOutput方法。