Chapter13 网络编程 - 山那边的小木屋

13.1 网络编程概述

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

13.2 网络通信要素概述

IP和端口号
网络通信协议: TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）

13.3 通信要素1：IP和端口号

1. IP相关

IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
在Java中使用InetAddress类代表IP
IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网和局域网
域名: www.baidu.com www.mi.com www.sina.com www.jd.com www.vip.com
本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost
如何实例化InetAddress：
- 实例化 getByName(String host)、 getLocalHost()
- 常用方法：getHostName() 、getHostAddress()

2. 端口号

端口号：正在计算机上运行的进程。
- 要求：不同的进程有不同的端口号
- 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
端口分类：
- 公认端口： 0~1023。被预先定义的服务通信占用（如： HTTP占用端口80， FTP占用端口21， Telnet占用端口23）
- 注册端口： 1024~49151。分配给用户进程或应用程序。（如： Tomcat占用端口8080， MySQL占用端口3306， Oracle占用端口1521等）。
- 动态/私有端口： 49152~65535
端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

13.4 通信要素2：网络协议

TCP/IP协议簇

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协议：
- 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，点对点通信，是可靠的
- TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端。
- 在连接中可进行大数据量的传输
- 传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
UDP协议：
- 将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
- 每个数据报的大小限制在64K内
- 发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
- 可以广播发送
- 发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

13.5 TCP网络编程

客户端
- 创建 Socket
- 打开连接到 Socket 的输入/出流：使用 getInputStream()方法获得输入流，getOutputStream()方法获得输出流
- 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作
- 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路
服务器
- 调用 ServerSocket(int port)
- 调用 accept()
- 调用该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()
- 关闭ServerSocket和Socket对象

代码示例

//1. 客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上
//客户端
Socket socket = null;
OutputStream os = null;
try {
   //1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
   InetAddress inet = InetAddress.getByName("192.168.14.100");
   socket = new Socket(inet,8899);
   //2.获取一个输出流，用于输出数据
   os = socket.getOutputStream();
   //3.写出数据的操作
   os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
} catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
} finally {
   //4.资源的关闭
   if(os != null){
       try {
           os.close();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
   if(socket != null){
       try {
           socket.close();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
}
//服务器
ServerSocket ss = null;
Socket socket = null;
InputStream is = null;
ByteArrayOutputStream baos = null;
try {
   //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
   ss = new ServerSocket(8899);
   //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
   socket = ss.accept();
   //3.获取输入流
   is = socket.getInputStream();
   //4.读取输入流中的数据
   baos = new ByteArrayOutputStream();
   byte[] buffer = new byte[5];
   int len;
   while((len = is.read(buffer)) != -1){
       baos.write(buffer,0,len);
   }
   System.out.println(baos.toString());
   System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");

} catch (IOException e) {
   e.printStackTrace();
} finally {
   if(baos != null){
       //5.关闭资源
       try {
           baos.close();
       } catch (IOException e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
    // 下面三个同上
    is.close();
    socket.close();
    ss.close();

//2. 客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地,并返回“发送成功”给客户端。
Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
//2.
OutputStream os = socket.getOutputStream();
//3.
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("beauty.jpg"));
//4.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = fis.read(buffer)) != -1){
   os.write(buffer,0,len);
}
//关闭数据的输出
 socket.shutdownOutput();

 //5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
 InputStream is = socket.getInputStream();
 ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
 byte[] bufferr = new byte[20];
 int len1;
 while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
 baos.write(buffer,0,len1);
 }

System.out.println(baos.toString());
//6.try-catch
fis.close();
os.close();
socket.close();
baos.close();
}

//server
//这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
//1.
ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
//2.
Socket socket = ss.accept();
//3.
InputStream is = socket.getInputStream();
//4.
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("beauty1.jpg"));
//5.
byte[] buffer = new byte[1024];
int len;
while((len = is.read(buffer)) != -1){
   fos.write(buffer,0,len);
}
 //6.服务器端给予客户端反馈
 OutputStream os = socket.getOutputStream();
 os.write("发送成功！".getBytes());
//7.
fos.close();
is.close();
socket.close();
ss.close();
os.close()

13.6 UDP网络编程

流程
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

代码示例

//发送端
DatagramSocket socket = new DatagramSocket();



String str = "我是UDP方式发送的导弹";
byte[] data = str.getBytes();
InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,9090);

socket.send(packet);

socket.close();

//接收端
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);

byte[] buffer = new byte[100];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);

socket.receive(packet);

System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));

socket.close();

13.7 URL编程

概述
URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet 上某一资源的地址。
格式：
- http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom
- 协议主机名端口号资源地址参数列表
代码示例