网络编程 - 概述、网络编程要素、IP和端口号、网络协议、TCP、UDP、URL

网络编程1 网络编程概述2 网络通信要素概述3 通信要素1：IP和端口号3.1 内容3.2 InetAddress类3.2.1 概述3.2.2 方法3.2.3 代码实例 4 通信要素2：网络协议4.1 内容4.2 TCP/IP协议簇4.3 TCP和UDP4.4 TCP三次握手和四次挥手4.5 Socket 5 TCP网络编程5.1 基于Socket的TCP编程5.2 代码实例5.3 例题5.4 练习 6 UDP网络编程6.1 内容6.2 常用方法6.3 代码实例 7 URL编程7.1 URL类内容7.2 URL类构造器7.3 URL类常用方法7.6 代码实例7.5 针对HTTP协议的URLConnection类7.6 URI、URL和URN的区别 8 小结

网络编程

1 网络编程概述

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

网络编程中的两个要素：

对应问题一：IP和端口号对应问题二：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）

2 网络通信要素概述

3 通信要素1：IP和端口号

IP：Internet Protocol

3.1 内容

通信要素一：IP和端口号

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

本地回路地址：127.0.0.1

对应着：localhost

如何实例化InetAddress（无构造器）：

两个获取InetAddress实例方法： public static InetAddress getByName(String host)public static InetAddress getLocalHost() 两个常用方法： public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名【域名】public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）【IP地址】

端口号：正在计算机上运行的进程

要求：不同进程有不同的端口号

范围：被规定维一个16位的整数0~65535

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

3.2 InetAddress类

3.2.1 概述

3.2.2 方法

3.2.3 代码实例

public class InetAddressTest { public static void main(String[] args) { try { //File file = new File("hello.txt"); InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14"); System.out.println(inet1); InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.wumiaojie.com"); System.out.println(inet2); InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); System.out.println(inet3); //获取本机IP InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost(); System.out.println(inet4); //getHostName() //获取此IP地址的主机名 System.out.println(inet2.getHostName()); //getHostAddress() //返回IP地址字符串 System.out.println(inet2.getHostAddress()); } catch (UnknownHostException e) { e.printStackTrace(); } } }

4 通信要素2：网络协议

4.1 内容

4.2 TCP/IP协议簇

4.3 TCP和UDP

4.4 TCP三次握手和四次挥手

三次握手

客户端：你好，我是吴

服务端：你好，我知道你是吴，我是王

客户端：你好，我知道你知道我是吴，我是吴

UDP：（可用于视频直播）

导弹全部一次性多量发送，被拦截率低，不管有没有打中

一般是客户端主动断开连接

客户端：我现在想断开连接了

服务端：我接受到你想断开连接的信息了

服务端：我现在已经断开连接了

客户端：发个信息确认是否断开【有没有后话，无则断开了】

4.5 Socket

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

5 TCP网络编程

5.1 基于Socket的TCP编程

5.2 代码实例

客户端岛

服务器岛

客户端岛生产了一些产品想卖给服务器岛

于是客户端岛整了一小船（Socket），船里装东西

船有运送的目的，即服务器岛（IP）

服务器岛有多个港口（ServerSocket），船要停在哪里，就需要只能具体的港口号码（端口号）

package com.wmiao.java; import org.junit.Test; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; import java.net.InetAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /** * @author wmiao * @version 1.0 * @description: 实现TCP的网络编程 * 客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上 * @date 2020/9/3 0:02 */ public class TCPTest1 { //客户端 @Test public void client() { Socket socket = null; OutputStream os = null; try { //1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号 InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); 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("你好啊".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 @Test public void server(){ ServerSocket ss = null; Socket socket = null; InputStream is = null; ByteArrayOutputStream baos = null; try { //1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号 ss = new ServerSocket(8899); //2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socket socket = ss.accept(); //3.获取输入流 is = socket.getInputStream(); //不建议这样写，可能有乱码 // byte[] buffer = new byte[1024]; // int len; // while ((len = is.read(buffer)) != -1){ // String str = new String(buffer,0,len); // System.out.println(str); // } //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);//写到了ByteArrayOutputStream类里面的数组，不足会扩容 } System.out.println(baos.toString()); //获取客户端发送者信息 //System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据"); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //5.关闭资源 if (baos != null) { try { baos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (is != null) { try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (socket != null) { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (ss != null) { try { ss.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }

服务端获取客户端发送者信息

//获取客户端发送者信息 System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");

5.3 例题

package com.wmiao.java; import org.junit.Test; import java.io.*; import java.net.InetAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /** * @author wmiao * @version 1.0 * @description: 例题2：客户端发送文件给服务端，服务端将文件保存在本地 * @date 2020/9/3 1:26 */ public class TCPTest2 { //客户端 @Test public void client() { Socket socket = null; OutputStream os = null; FileInputStream fis = null; try { //1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号 socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8899); //2.获取一个输出流，用于输出数据 os = socket.getOutputStream(); //3.创建一个输入流对象，用于从硬盘读入文件到内存 fis = new FileInputStream(new File("爱情与友情.jpg")); //4.文件读入操作 + 文件传输服务端操作 byte[] buffer = new byte[20]; int len; while ((len = fis.read(buffer)) != -1){ os.write(buffer,0,len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //5.资源的关闭 if (fis != null) { try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } 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 @Test public void server(){ ServerSocket ss = null; Socket socket = null; InputStream is = null; FileOutputStream fos = null; try { //1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号 ss = new ServerSocket(8899); //2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socket socket = ss.accept(); //3.获取输入流 is = socket.getInputStream(); //4.创建一个输出流，用于从内存将文件保存到硬盘 fos = new FileOutputStream(new File("爱情与友情1.jpg")); //5.读取输入流中的数据 + 将数据通过FileOutputStream流保存到硬盘 byte[] buffer = new byte[20]; int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1){ fos.write(buffer,0,len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //6.资源的关闭 if (fos != null) { try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (is != null) { try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (ss != null) { try { ss.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (socket != null) { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } } package com.wmiao.java; import org.junit.Test; import java.io.*; import java.net.InetAddress; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket; /** * @author wmiao * @version 1.0 * @description: 例题三：从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给 * 客户端。并关闭相应的连接 * @date 2020/9/3 2:10 */ public class TCPTest3 { //客户端 @Test public void client() { Socket socket = null; OutputStream os = null; FileInputStream fis = null; InputStream is = null; ByteArrayOutputStream baos = null; try { //1.创建客户端的Socket对象，指明服务器端的ip和端口号 socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),8899); //2.获取一个输出流，用于输出数据 os = socket.getOutputStream(); //3.创建一个输入流对象，用于从硬盘读入文件到内存 fis = new FileInputStream(new File("爱情与友情.jpg")); //4.文件读入操作 + 文件传输服务端操作 byte[] buffer = new byte[20]; int len; while ((len = fis.read(buffer)) != -1){ os.write(buffer,0,len); } /* 重要：这里要告诉服务器端传输数据结束的指示 socket.shutdownOutput(); */ //关闭数据的输出 socket.shutdownOutput(); //5.客户端接收服务器端的反馈：“发送成功” // 接受来自于服务器端的数据，并显示到控制台上 is = socket.getInputStream(); baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer2 = new byte[20]; int len2; while ((len2 = is.read(buffer2)) != -1){ baos.write(buffer2,0,len2); } System.out.println(baos.toString()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //6.资源的关闭 if (fis != null) { try { fis.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (os != null) { try { os.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (socket != null) { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (is != null) { try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (baos != null) { try { baos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } //服务器 @Test public void server(){ ServerSocket ss = null; Socket socket = null; InputStream is = null; FileOutputStream fos = null; OutputStream os = null; try { //1.创建服务器端的ServerSocket对象，指明自己的端口号 ss = new ServerSocket(8899); //2.调用accept()，表示接收崽子于客户端的socket socket = ss.accept(); //3.获取输入流 is = socket.getInputStream(); //4.创建一个输出流，用于从内存将文件保存到硬盘 fos = new FileOutputStream(new File("爱情与友情3.jpg")); //5.读取输入流中的数据 + 将数据通过FileOutputStream流保存到硬盘 byte[] buffer = new byte[20]; int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1){ fos.write(buffer,0,len); /* 重要：is.read(buffer)是一个阻塞式的方法【没有明确告诉我，我就不会退出循环】 */ } //6.服务器端给客户端反馈：“发送成功” os = socket.getOutputStream(); os.write("你好，图片我已经收到，发送成功".getBytes()); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //7.资源的关闭 if (fos != null) { try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (is != null) { try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (ss != null) { try { ss.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (socket != null) { try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (os != null) { try { os.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }

5.4 练习

6 UDP网络编程

6.1 内容

6.2 常用方法

6.3 代码实例

package com.wmiao.java; import org.junit.Test; import java.io.IOException; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetAddress; /** * @author wmiao * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2020/9/3 2:52 */ public class UDPTest { //发送端 @Test public void sender(){ DatagramSocket socket = null; try { 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,8899); socket.send(packet); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (socket != null) { socket.close(); } } } //接收端 @Test public void receiver(){ DatagramSocket socket = null; try { socket = new DatagramSocket(8899); 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())); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (socket != null) { socket.close(); } } } }

7 URL编程

7.1 URL类内容

7.2 URL类构造器

7.3 URL类常用方法

7.6 代码实例

package com.wmiao.java; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; /** * @author wmiao * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2020/9/3 3:17 */ public class URLTest { public static void main(String[] args) { try { URL url = new URL("http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=shkstart&password=123"); //public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名 System.out.println("getProtocol() :"+url.getProtocol()); //public String getHost( ) 获取该URL的主机名 System.out.println("getHost() :"+url.getHost()); //public String getPort( ) 获取该URL的端口号 System.out.println("getPort() :"+url.getPort()); //public String getPath( ) 获取该URL的文件路径 System.out.println("getPath() :"+url.getPath()); //public String getFile( ) 获取该URL的文件名 System.out.println("getFile() :"+url.getFile()); //public String getQuery( ) 获取该URL的查询名 System.out.println("getQuery() :"+url.getQuery()); } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); } } }

7.5 针对HTTP协议的URLConnection类

package com.wmiao.java; import java.io.FileOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.HttpURLConnection; import java.net.URL; /** * @author 吴淼杰 * @version 1.0 * @description: TODO * @date 2020/9/3 3:32 */ public class URLTest1 { public static void main(String[] args) { HttpURLConnection urlConnection = null; InputStream is = null; FileOutputStream fos = null; try { URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg"); urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection(); urlConnection.connect(); is = urlConnection.getInputStream(); fos = new FileOutputStream("day10\\beaty.jpg"); byte[] buffer = new byte[1024]; int len; while ((len = is.read(buffer)) != -1){ fos.write(buffer,0,len); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (is != null) { try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (fos != null) { try { fos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (urlConnection != null) { urlConnection.disconnect(); } } } }

7.6 URI、URL和URN的区别

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