第21章 网络编程

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韩顺平_循序渐进学Java零基础_第21章 网络编程(P662 - P684)

第21章 网络编程

662. 网络相关概念

663. IP地址

  • IP 地址概念： 用于唯一标识网络中的每台计算机（主机）
  • DOS 查看 IP 地址：ipconfig
  • IPV4 用 4 字节共 32 位标识一个 IP 地址（点分十进制）
  • IPV6 用 8 字节共 128 位标识一个 IP 地址
  • IP 地址的组成：网络地址 + 主机地址
  • IPV4 的分类：127.0.0.1 表示本机地址
分类 表示方法 范围
A 0 + 7 位网络号 + 24 位主机号 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B 10 + 14 位网络号 + 16 位主机号 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C 110 + 21 位网络号 + 8 位主机号 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D 1110 + 28 位多播组号 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E 11110 + 27 位留待后用 240.0.0.0 ~ 247.255.255.255

664. 域名和端口

  • 域名：将 IP 地址映射成域名（http 协议）
  • 端口：用于标识计算机上特定的网络程序，以整数形式表示，范围是 0 ~ 65535，其中 0 ~ 1024 已被占用。常见的网络程序端口：ssh 22；ftp 21；smtp 25；http 80；tomcat 8080；mysql 3306；oracle 1521；sql server 1433

665. 网络协议

  • TCP / IP（Transmission Control Protocol / Internet Protocol）：传输控制协议 / 因特网互联协议，又名网络通讯协议

在这里插入图片描述

TCP/IP模型 对应协议
应用层 http、ftp、telnet、DNS···
传输层 TCP、UDP···
网络层 IP、ICMP、ARP···
物理 + 数据链路层 Link

666. TCP和UDP

  • TCP（Transmission Control Protocol）：在使用 TCP 协议前，须先建立 TCP 连接，形成传输数据通道；传输前，采用 ”三次握手“ 方式建立连接，传输可靠；TCP 协议进行通信的两个应用程序：客户端、服务端；在连接中可进行大量数据的传输；传输完毕，需释放已建立的连接，效率较低
  • UDP（User Data Protocol）：将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接，传输不可靠，无需释放资源，速度快；每个数据包的大小限制在 64K 以内

667. InetAddress

方法名 功能
getLocalHost 获取本机 InetAddress 对象
getByName 根据指定主机名 / 域名获取 InetAddress 对象
getHostName 获取 InetAddress 对象的主机名
getHostAddress 获取 InetAddress 对象的 ip 地址 
// 获取本机的 InetAddress 对象
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(localHost);

// 根据指定主机名/域名获取 InetAddress 对象
InetAddress csdn = InetAddress.getByName("www.csdn.net");
System.out.println(csdn);
InetAddress springBear = InetAddress.getByName("SpringBear");
System.out.println(springBear);

// 获取 InetAddress 对象的主机名
System.out.println(localHost.getHostName());
System.out.println(csdn.getHostName());
// 获取 InetAddress 对象的 ip 地址
System.out.println(springBear.getHostAddress());
System.out.println(csdn.getHostAddress());

668. Socket

  • Socket（套接字）开发网络应用程序时被广泛使用，以至于成为事实上的标准；通信的两端都要有 Socket，是两台机器间通信的端点；网络通信其实就是 Socket 间的通信；Socket 允许程序把网络连接当作是一个流，数据在两个 Socket 间通过 IO 传输；一般发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端

669. TCP字节流编程1

  • Server
// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(4444);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道中读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}

// 关闭资源
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
  • Client
// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 4444);

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Server!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

// 关闭资源
outputStream.close();
socket.close();

670. TCP字节流编程2

  • Server
// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5555);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}
// 关闭 socket 的输入流
socket.shutdownInput();

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Client!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));

// 关闭资源
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
  • Client
// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5555);

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("Hello,Server!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
// 关闭 socket 的输出流
socket.shutdownOutput();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}

// 关闭资源
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();

671. TCP字符流编程

  • Server
// 监听端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
// 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();

// 从数据通道读取信息
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 字节输入流转换成字符输入流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
System.out.println(bufferedReader.readLine());

// 写数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 字节输出流转换成字符输出流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("Hello,Client!");
// 行分隔符，写入结束标志
bufferedWriter.newLine();
// 刷新缓冲区，写入数据通道
bufferedWriter.flush();

// 关闭资源
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();
  • Client
// 建立连接
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 6666);

// 写入数据到数据通道
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 字符输出流转换从字节输出流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("Hello,Server!");
// 行分隔符，写入结束标记
bufferedWriter.newLine();
// 刷新缓冲区，写入数据通道
bufferedWriter.flush();

// 从数据通道读取数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
// 字节输入流转换成字符输入流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
System.out.println(bufferedReader.readLine());

// 关闭资源
bufferedReader.close();
bufferedWriter.close();
socket.close();

672. 网络上传文件1

673. 网络上传文件2

674. 网络上传文件3

  • Server
File saveFilePath = new File("C:\\Users\\Admin\\Desktop\\temp.jpg");

// 从数据通道中读取源文件字节数组
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(5555);
Socket socket = serverSocket.accept();
InputStream socketInputStream = socket.getInputStream();
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
int readLen;
byte[] buf = new byte[1024];
while ((readLen = socketInputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    byteArrayOutputStream.write(buf, 0, readLen);
}
buf = byteArrayOutputStream.toByteArray();
socket.shutdownInput();

// 将接收到的字节数组写入磁盘
FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(saveFilePath);
fileOutputStream.write(buf);

// 向客户端反馈消息
OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
socketOutputStream.write("Receive file successfully!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
socket.shutdownOutput();

socketOutputStream.close();
fileOutputStream.close();
byteArrayOutputStream.close();
socketInputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();
  • Client
File sourceFilePath = new File("C:\\Users\\Admin\\Desktop\\fishing.jpg");

// 从磁盘中读取源文件存入字节数组
int readLen;
byte[] buf = new byte[1024];
FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(sourceFilePath);
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
while ((readLen = fileInputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    byteArrayOutputStream.write(buf, 0, readLen);
}
buf = byteArrayOutputStream.toByteArray();

// 发送源文件字节数组到数据通道
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 5555);
OutputStream socketOutputStream = socket.getOutputStream();
socketOutputStream.write(buf);
socket.shutdownOutput();

// 从数据通道读取服务器反馈的消息
InputStream socketInputStream = socket.getInputStream();
while ((readLen = socketInputStream.read(buf)) != -1) {
    
    
    System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}

socketInputStream.close();
socketOutputStream.close();
socket.close();
byteArrayOutputStream.close();
fileInputStream.close();

675. netstat

  • netstat -an：可以查看当前主机网络情况，包括端口监听和网络连接情况：

  • netstat -anb：管理员身份运行可以查看监听端口的程序

  • 命令后跟参数 | more 可以进行分页显示；ctrl + c(double) 可以退出查看

676. TCP链接秘密

  • 当客户端与服务端建立连接后，实际上客户端也是通过一个端口与服务端进行通信的，这个端口号是根据 TCP / IP 由系统随机分配的
Proto Local Address Foreign Address State
TCP 10.138.141.42:5555 10.138.141.42:52820 ESTABLISHED

677. UDP原理

  • UDP 编程没有明确的服务端和客户端，因此无需建立连接
  • UDP 数据包通过数据包套接字 DatagramSocket 实现发送和接收，系统不保证 UDP 数据包一定送达目的地，也不确定什么时候可以送达
  • DatagramSocket 对象封装了 UDP 数据包，在数据包中封装了数据、发送端和接收端的 IP 地址以及端口信息

678. UDP网络编程1

679. UDP网络编程2

  • Receive
// 监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(7777);

// 接收包
// 用户保存数据包的缓冲区
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(packet);
// 拆包，获取数据
int dataLen = packet.getLength();
byte[] data = packet.getData();
System.out.println(new String(data, 0, dataLen));

// 装包，封装数据
buf = "Hello, sender!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
packet = new DatagramPacket(buf, 0, buf.length, InetAddress.getLocalHost(), 8888);
// 发送包
socket.send(packet);

// 关闭资源
socket.close();
  • Send
// 监听端口
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(8888);

// 装包，封装数据
byte[] data = "Hello, receiver!".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length, InetAddress.getLocalHost(), 7777);
// 发送包
socket.send(packet);

// 接收包
// 用于保存数据包的缓冲区
byte[] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
socket.receive(packet);
// 拆包，获取数据
int dataLen = packet.getLength();
data = packet.getData();
System.out.println(new String(data, 0, dataLen));

// 关闭资源
socket.close();

680. 网络编程作业1

681. 网络编程作业2

682. TCP文件下载1

683. TCP文件下载2

684. 网络编程梳理

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