8.9.网络编程_Socket 机制

1.网络编程

1.1.网络编程概述：

　　通过通信线路（有线或无线）可以把不同地理位置且相互独立的计算机连同其外部设备连接起来，组成计算机网络。在操作系统、网络管理软件及网络

通信协议的管理和协调下，可以实现计算机之间的资源共享和信息的传递

　　网络编程是指用来实现网络互联的不同计算机上运行的程序间可以进行数据交换。对我们来说即如何用编程语言 java 实现计算机网络中不同计算机之间

的通信

1.2.网络通信三要素

　　1.2.1：IP 地址： 网络中计算机的唯一标识；32bit（4 字节），一般用“点分十进制”表示，如 192.168.1.158；

　　　　IP 地址=网络地址＋主机地址可分类：

　　Java 编程中可使用 InetAddress 类来操纵 IP 地址

public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
 　　InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();
 　　System.out.println(localHost.getHostAddress());
 　　System.out.println(localHost.getHostName());
}

　　1.2.2：端口号：用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识；有效端口：0-65535，其中 0-1024 系统使用或保留端口

　　1.2.3：传输协议：通讯的规则常见协议： UDP（用户数据报协议）、TCP（传输控制协议）

1.3. 网络模型

　　计算机网络之间以何种规则进行通信，就是网络模型所研究的问题

　　网络模型一般是指 OSI 七层参考模型和 TCP/IP 五层参考模型

　　每一层实现各自的功能和协议，并且都为上一层提供业务功能。为了提供这种业务功能，下一层将上一层中的数据并入到本层的数据域中，

然后通过加入报头或报尾来实现该层业务功能，该过程叫做数据封装。用户的数据要经过一次次包装，最后转化成可以在网络上传输的信号，

发送到网络上。当到达目标计算机后，再执行相反的数据拆包过程

　　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。主要作用是将数据最终编码为用 0、1

标识的比特流，通过物理介质传输。这一层的数据叫做比特

　　2.数据链路层：主要将接收到的数据进行 MAC 地址（网卡地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。这一层常工作的设备是交换机

　　3.网络层：主要将接收到的数据进行 IP 地址的封装与解封装。常把这一层的数据叫做数据包。这一层设备是路由器

　　4.传输层：定义了一些数据传输的协议和端口号。主要将接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后在进行重组。常把这一层的数据叫做段

　　5.会话层：通过传输层建立数据传输的通路。主要在系统之间发起会话或者接收会话请求

　　6.表示层：主要进行对接收数据的解释、加密与解密、压缩与解压缩。确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别

　　7.应用层：主要是为一些终端应用程序提供服务。直接面对着用户的

1.4.Socket 机制

4.1.Socket 概述

　　Socket,又称为套接字，用于描述 IP 地址和端口。应用程序通常通过 socket向网络发出请求或者应答网络请求。

　　Socket 就是为网络编程提供的一种机制：通信两端都有 socket；网络通信其实就是 socket 之间的通信；数据在两个 socket 之间通过 IO 传输。

　　网络编程也称作为 Socket 编程，套接字编程。Socket通信是 Client/Server 模型

4.2.基于 UDP 协议的 Socket 通信：核心类：DatagramSocket

　　客户端：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
/**
 * Created by Administrator on 2018/6/7.
 */
public class SocketUDP {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 创建发送端 Socket 服务对象
        DatagramSocket dSocket = null;
        try {
            dSocket = new DatagramSocket();
            // 创建数据，打包数据
            String message = "hello ,are u UDP ?";
            byte[] bys = message.getBytes();
            int length = bys.length;
            InetAddress address = InetAddress.getByName("localhost");
            int port = 12621;
            DatagramPacket dPacket = new DatagramPacket(bys, length, address, port);
            // 发送数据
            dSocket.send(dPacket);
            // 资源释放
            dSocket.close();
        } catch (SocketException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

　　接收端：

import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

/**
 * Created by Administrator on 2018/6/7.
 */
public class SocketUDPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建接收端 Socket 服务对象
        DatagramSocket dSocket = new DatagramSocket(12621);
        //创建数据包（接收容器）
        byte[] bys = new byte[1024];
        DatagramPacket dPacket = new DatagramPacket(bys, bys.length);
        //调用接收方法
        dSocket.receive(dPacket);
        //数据包解析
        InetAddress address = dPacket.getAddress();
        String hostAddress = address.getHostAddress();
        byte[] data = dPacket.getData();
        String message = new String(data);
        System.out.println(hostAddress+"*********:"+message);
        //资源释放
        dSocket.close();
    }
}

4.3. 基于 TCP 协议的 Socket 通信

　　客户端：核心 API：Socket　

import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

/**
 * Created by Administrator on 2018/6/7.
 */
public class SocketTCPClient {
    public static void main(String[] args) throws  Exception{
        //创建客户端的 socket 服务，指定目的主机和端口
        Socket s = new Socket("127.0.0.1", 13131);
        //通过 socket 获取输出流，写数据
        OutputStream outputStream = s.getOutputStream();
        outputStream.write("hello ,this 2222is tcp?".getBytes());
        //释放资源
        s.close();
    }
}客户端 ：核心 API：Socket

　　服务端：核心 API：ServerSocket

import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * Created by Administrator on 2018/6/7.
 */
public class SocketTCPServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //建立服务端 socket 服务，并且监听一个端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(13131);
        //监听连接
        Socket s = ss.accept();
        //获取输入流，读取数据
        InputStream inputStream = s.getInputStream();
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = inputStream.read(bys);
        System.out.println(new String(bys, 0, len));
        //关闭客户端
        s.close();
        //关闭服务端，一般服务端不关闭
        ss.close();
    }
}