网络编程知识汇总

1. 网络编程知识汇总

Java是 Internet 上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的支持，程序员能够很容易开发常见的网络应用程序。

Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层 细节被隐藏在 Java 的本机安装系统里，由 JVM 进行控制。并且 Java 实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一 的网络编程环境。

计算机网络：

把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规 模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息、 共享硬件、软件、数据信息等资源。
网络编程的目的：
直接或间接地通过网络协议与其它计算机实现数据交换，进行通讯。
网络编程中有两个主要的问题：
如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

网络通信

通信双方地址
a)IP
b)端口号
一定的规则（即：网络通信协议。有两套参考模型）
c)OSI参考模型：模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广
d)TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。

IP
IP地址
IP 地址：InetAddress
唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost
IP地址分类方式1：IPV4 和 IPV6

IPV4：4バイト、40-255。約42億、30億が北米、4億がアジアにあります。2011年の初めに使い果たされました。192.168.0.1などの点線の10進表記で表されます

IPV6：128ビット（16バイト）、8つの符号なし整数として記述され、各整数は4つの16進数で表され、数値はコロン（:)で区切られます（例：3ffe：3201：1401：1280：c8ff：fe4d ：）。 db39：1984

IPアドレス分類方法2：パブリックネットワークアドレス（World Wide Webで使用）とプライベートアドレス（ローカルエリアネットワークで使用）。プライベートアドレスは192.168.0.0–192.168.255.255で始まり
ます。これは、特に組織の内部使用のためのものです。機能：覚えにくい

ポート番号
ポート番号は、コンピューターで実行されているプロセス（プログラム）を識別します

プロセスが異なればポート番号も異なり
、16ビット整数0〜65535として定義されます。
ポート
分類：
認識されたポート：0〜1023。事前定義されたサービス通信によって占有されます（例：HTTPはポート80を占有し、FTPはポート21を占有し、Telnetはポート23を占有します）
登録済みポート：1024〜49151。ユーザープロセスまたはアプリケーションに割り当てられます。（例：Tomcatはポート8080を占有し、MySQLはポート3306を占有し、Oracleはポート1521を占有します）。
動的/プライベートポート：49152〜65535。
ポート番号とIPアドレスの組み合わせにより、ネットワークソケット：ソケットになります。

OSI7層参照モデル

アプリケーション層は、電子メール（MHS）、ファイル転送（FTAM）、仮想端末（VT）、電子データ交換（EDI）、およびその他の
主要なプロトコル（FTP（21）、SMTP（25）、DNS）などのさまざまなアプリケーションサービスを提供します。 HTTP（80）

表示层 : 为通信提供一种公共的语言,方便交互,因为不同的计算机系统结构使用的数据表示不同,例如 : IBM主机使用的是EBCDIC编码,而大部分PC机使用的是ASCII编码
其他功能例如 数据加密,数据压缩

会话层 : 提供的服务可以使应用建立和维持会话,并且能使会话同步

传输层 : 两个计算机经过网络进行数据通信时,是一个端到端的层次,具有缓冲作用
协议 : TCP/UDP

网络层 : IP,以IP报文形式进行数据传递

数据链路层 : 可以理解为数据通道,
MAC地址表示唯一性

物理层 : 为数据段设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以 是多个物理媒体连接而成

TCP/IP

传输层协议中有两个非常重要的协议：
传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。
TCP/IP 以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。
 IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。
 TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。

rt.jar 下面的 java/net 下面的类,是网络编程的

网络架构 : B/S 和 C/S
B/S : Browser/Server 基于浏览器的,比如网页版淘宝
C/S : Client/Server 基于客户端,比如手机或者淘宝上的APP

TCP :

パケットロスなしで再送信が可能です。紛失した場合は記録されて再送信されますが、繰り返されることはありません。
信頼性が高く、整然としていて、順序が間違っていることはありません。たとえば、123が送信された場合、2は失われて再送信されると、受信する可能性があります
。132ですが、表示されるのは123指向のリンクである必要があります。接続に失敗した場合、データは送信されません
。3方向ハンドシェイクにより、データのセキュリティを確保できます。対話が
電話と同等であることを確認してください。接続が失敗した場合、データは通信されません。過去

ソケット

ネットワークアプリケーションを開発するためのソケットの使用は長い間広く採用されており、事実上の標準になっています。
ネットワーク上で一意に識別されたIPアドレスとポート番号のみを組み合わせて、一意に識別可能な識別子ソケットを形成できます。
通信の両端には、2台のマシン間の通信のエンドポイントであるソケットが必要です。

ネットワーク通信は、実際にはソケット間の通信です。
Socketを使用すると、プログラムはネットワーク接続をストリームとして扱うことができ、データはIOを介して2つのSocket間で送信されます。
通常、通信を開始するアプリケーションはクライアントであり、通信要求を待機しているのはサーバーです。
ソケット分類：
ストリームソケット：TCPを使用して信頼性の高いバイトストリームサービスを提供します。データグラムソケット：UDPを使用して「ベストエフォート」データグラムサービスを提供します。

一般的な方法

Socket类的常用构造器：
public Socket(InetAddress address,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定IP 地址的指定端口号。
public Socket(String host,int port)创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。
Socket类的常用方法：
public InputStream getInputStream()返回此套接字的输入流。可以用于接收网络消息
public OutputStream getOutputStream()返回此套接字的输出流。可以用于发送网络消息
public InetAddress getInetAddress()此套接字连接到的远程 IP 地址；如果套接字是未连接的，则返回 null。
public InetAddress getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址。 即本端的IP地址
public int getPort()此套接字连接到的远程端口号；如果尚未连接套接字，则返回 0。
public int getLocalPort()返回此套接字绑定到的本地端口。 如果尚未绑定套接字，则返回 -1。即本端的 端口号。
public void close()关闭此套接字。套接字被关闭后，便不可在以后的网络连接中使用（即无法重新连接 或重新绑定）。需要创建新的套接字对象。 关闭此套接字也将会关闭该套接字的 InputStream 和 OutputStream。
public void shutdownInput()如果在套接字上调用 shutdownInput() 后从套接字输入流读取内容，则流将 返回EOF（文件结束符）。 即不能在从此套接字的输入流中接收任何数据。
public void shutdownOutput()禁用此套接字的输出流。对于 TCP 套接字，任何以前写入的数据都将被发 送，并且后跟 TCP 的正常连接终止序列。 如果在套接字上调用 shutdownOutput() 后写入套接字输出流， 则该流将抛出 IOException。 即不能通过此套接字的输出流发送任何数据。

服务端

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：
调用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。
调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信 套接字对象。
调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。
关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字 连接的ServerSocket对象。
所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

客户端

户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：
创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。
打开连接到Socket 的输入/出流： 使用 getInputStream()方法获得输入流，使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输
按照一定的协议对Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。
关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连 接。Socket的构造器是：
Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException：向服务器(域名是host。端口号为port)发起TCP连接，若成功，则创建Socket对象，否则抛出异常。
Socket(InetAddress address,int port)throws IOException：根据InetAddress对象所表示的 IP地址以及端口号port发起连接。
客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

UDP/IP

UDP :
速度快
不保证可靠
可能丢包
无连接
相当于发短信,不管你能不能收到,反正发送给你了

类 DatagramSocket 和 DatagramPacket 实现了基于 UDP 协议网络程序。

UDP数据报通过数据报套接字 DatagramSocket 发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达。

DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP 地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。

UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和 接收方的连接。如同发快递包裹一样。

常用方法

DatagramSocket 类的常用方法
public DatagramSocket(int port)创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。套接字将被绑定到通配符地址，IP 地址由内核来选择。

public DatagramSocket(int port,InetAddress laddr)创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。 本地端口必须在 0 到 65535 之间（包括两者）。如果 IP 地址为 0.0.0.0，套接字将被绑定到通配符地 址，IP 地址由内核选择。

public void close()关闭此数据报套接字。

public void send(DatagramPacket p)从此套接字发送数据报包。DatagramPacket 包含的信息指示：将要发送的数据、其长度、远程主机的 IP 地址和远程主机的端口号。

p​​ublicvoidreceive（DatagramPacket p）は、このソケットからデータグラムパケットを受信します。このメソッドが戻ると、DatagramPacketのバッファーは受信したデータでいっぱいになります。データグラムパケットには、送信者のIPアドレスと送信者のマシンのポート番号も含まれています。このメソッドは、データグラムが受信されるまでブロックします。データグラムパケットオブジェクトの長さフィールドには、受信した情報の長さが含まれます。情報がパケットの長さよりも長い場合、情報は切り捨てられます。

p​​ublicInetAddressgetLocalAddress（）は、ソケットにバインドされたローカルアドレスを取得します。

p​​ublicintgetLocalPort（）は、このソケットがバインドされているローカルホストのポート番号を返します。

p​​ublicInetAddressgetInetAddress（）は、このソケット接続のアドレスを返します。ソケットが接続されていない場合、nullが返されます。

p​​ublicintgetPort（）は、このソケットのポートを返します。ソケットが接続されていない場合は、-1が返されます。
DatagramPacketクラスの一般的なメソッド

p​​ublicDatagramPacket（byte [] buf、int length）
は、長さlengthのデータパケットを受信するためにDatagramPacketを構築します。長さパラメーターはbuf.length以下である必要があります。

p​​ublicDatagramPacket（byte [] buf、int length、InetAddress address、int port）は、指定されたホストの指定されたポート番号に長さの長さのパケットを送信するために使用されるデータグラムパケットを作成します。長さパラメーターはbuf.length以下である必要があります。

p​​ublicInetAddressgetAddress（）は、特定のマシンのIPアドレスを返します。このデータグラムは、このマシンとの間で送受信され
ます。

p​​ublicintgetPort（）は、リモートホストのポート番号を返します。このデータグラムは、ホストとの間で送受信されます。

p​​ublicbyte[] getData（）はデータバッファを返します。受信または送信されるデータは
、バッファー内のオフセットオフセットから始まり、長さの長さまで続きます。

p​​ublicintgetLength（）は、送信または受信するデータの長さを返します。

サーバ

プロセス：
1。DatagramSocketおよびDatagramPacket

2.送信者と受信者を確立します

3.データパッケージをビルドします

4.Socketの送信メソッドと受信メソッドを呼び出します

5.ソケットを閉じる
送信側と受信側は2つの独立した実行中のプログラムです