网络编程基本概念: UDP / TCP

基本概念

• 网络编程 : 网络编程主要用于解决计算机与计算机（手机、平板..）之间的数据传输问题
• 网络编程 : 不需要基于html页面就可以达到数据之间的传输。 比如： feiQ , QQ , 微信....
• 网页编程 : 就是要基于html页面的基础上进行数据的交互的。 比如： 珍爱网、 oa(办公自动化)、 高考的报告系统...
• 计算机网络 : 分布在不同地域 的计算机通过外部设备链接起来达到了消息互通、资源共享的效果就称作为一个计算机网络。
• 网络通讯的三要素：
  1. IP (192.168.10.1)
  2. 端口号
  3. 协议

IP

• IP地址 : IP地址的本质就是一个由32位的二进制数据组成的数据。 后来别人为了方便我们记忆IP地址, 就把IP地址切成了4份, 每份8bit (2^8 = 0~255) // ipconfig->win获取IP地址
  00000000-00000000-00000000-00000000
• IP地址 = 网络号+ 主机号
• IP地址的分类 :
  • A类地址 = 一个网络号 + 三个主机号 -> (2^24 政府单位)
  • B类地址 = 两个网络号 + 两个主机号 -> (2^16 事业单位(学校、银行..))
  • C类地址 = 三个网络号 + 一个主机号 -> (2^8 私人使用..)
• InetAddress(IP类)常用的方法：
  • getLocalHost(); 获取本机的IP地址
  • getByName("IP或者主机名") 根据一个IP地址的字符串形式或者是一个主机名生成一个IP地址对象。 (用于获取别人的IP地址对象)
  • getHostAddress() 返回一个IP地址的字符串表示形式
  • getHostName() 返回计算机的主机名
• 子网掩码的作用: 用来表明IP地址哪一个是网络号, 哪一个是主机号

端口

• 端口号是没有类描述的, 端口号的范围： 0~65535
  • 0~1023 : 系统紧密绑定于一些服务
  • 1024~65535 : 我们可以使用....

通讯协议

• 网络通讯的协议：
  • udp通讯协议
  • tcp通讯协议

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        //getLocalHost 获取本机的IP地址对象
        /*InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println("IP地址："+address.getHostAddress());
        System.out.println("主机名："+address.getHostName());*/
        
        //获取别人机器的IP地址对象
        //可以根据一个IP地址的字符串形式或者是一个主机名生成一个IP地址对象。
        InetAddress address = InetAddress.getByName("Jolly-pc140116");
        System.out.println("IP地址："+address.getHostAddress());
        System.out.println("主机名："+address.getHostName());

        InetAddress[]  arr = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");//域名
    }
}

UDP

• 在java中网络通讯业称作为Socket(插座)通讯，要求通讯 的两台器都必须要安装Socket; 不同的协议就有不同的插座（Socket）

• UDP通讯协议的特点：

  1. 将数据极封装为数据包，面向无连接
  2. 每个数据包大小限制在64K中
     3.因为无连接，所以不可靠
  3. 因为不需要建立连接，所以速度快
  4. UDP通讯是不分服务端与客户端的，只分发送端与接收端
     <比如 : 物管的对讲机, 飞Q聊天、 游戏...

• UDP协议下的Socket:

  • DatagramSocket (UDP插座服务)
  • DatagramPacket (数据包类)
    • DatagramPacket(buf, length, address, port)
      • buf: 发送的数据内容
      • length : 发送数据内容的大小
      • address : 发送的目的IP地址对象
      • port : 端口号

• 发送端的使用步骤：

  1. 建立UDP的服务
  2. 准备数据，把数据封装到数据包中发送, 发送端的数据包要带上ip地址与端口号
  3. 调用UDP的服务，发送数据
  4. 关闭资源

public class Demo1Sender {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立udp的服务
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
        //准备数据，把数据封装到数据包中。
        String data = "第一个udp的例子..";
        //创建了一个数据包
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data.getBytes(), data.getBytes().length,InetAddress.getLocalHost() , 9090);
        //调用udp的服务发送数据包
        datagramSocket.send(packet);
        //关闭资源 ---实际上就是释放占用的端口号
        datagramSocket.close();
    }
}

• 接收端的使用步骤
  1. 建立udp的服务
  2. 准备空 的数据 包接收数据。
  3. 调用udp的服务接收数据。
  4. 关闭资源

public class Demo1Receive {

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立udp的服务 ，并且要监听一个端口。
        DatagramSocket  socket = new DatagramSocket(9090);
        
        //准备空的数据包用于存放数据。
        byte[] buf = new byte[1024];
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length); // 1024
        //调用udp的服务接收数据
        socket.receive(datagramPacket); //receive是一个阻塞型的方法，没有接收到数据包之前会一直等待。 数据实际上就是存储到了byte的自己数组中了。
        System.out.println("接收端接收到的数据："+ new String(buf,0,datagramPacket.getLength())); // getLength() 获取数据包存储了几个字节。
        //关闭资源
        socket.close(); 
    }
}

• 注意 : 如何使用tem运行一个java程序: 进入目录, 报名+类型运行文件 eg: java my.UdpSender

TCP

• TCP通讯协议特点：

  1. tcp是基于IO流进行数据 的传输 的，面向连接
  2. tcp进行数据传输的时候是没有大小限制的
  3. tcp是面向连接，通过三次握手的机制保证数据的完整性。 可靠协议
  4. tcp是面向连接的，所以速度慢
  5. tcp是区分客户端与服务端的
     比如 : 打电话、 QQ\feiQ的文件传输、 迅雷下载....

• tcp协议下的Socket：

  • Socket(客户端) : tcp的客户端一旦启动马上要与服务端进行连接
  • ServerSocket(服务端类)

• tcp的客户端使用步骤：

  1. 建立tcp的客户端服务
  2. 获取到对应的流对象
     3.写出或读取数据
  3. 关闭资源

//tcp客户端
public class DemoClinet {
    
    public static void main(String[] args) throws IOException{
        //建立tcp的服务
        Socket socket  = new Socket(InetAddress.getLocalHost(),9090);
        //获取到Socket的输出流对象
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        //利用输出流对象把数据写出即可。
        outputStream.write("服务端你好".getBytes());
        
        //获取到输入流对象，读取服务端回送的数据。
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int length = inputStream.read(buf);
        System.out.println("客户端接收到的数据："+ new String(buf,0,length));
        
        //关闭资源
        socket.close();     
    }
}

tcp的服务端

• java.net.BindException: 端口被占用

• ServerSocket的使用步骤

  1. 建立tcp服务端 的服务
  2. 接受客户端的连接产生一个Socket
  3. 获取对应的流对象读取或者写出数据
  4. 关闭资源

• 为什么ServerSocket不设计一个 getInputStream 与 getOutputStream 呢？

服务端是可以接受多用户请求的, 如果设计getInputStream 与 getOutputStream方法, 那么多用户所接受的信息将是相同的, 所以没有设计getInputStream 与 getOutputStream方法

//服务端
public class DemoServer {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //建立Tcp的服务端,并且监听一个端口。
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);
        //接受客户端的连接
        Socket socket  =  serverSocket.accept(); //accept()  接受客户端的连接 该方法也是一个阻塞型的方法，没有客户端与其连接时，会一直等待下去。
        //获取输入流对象，读取客户端发送的内容。
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int length = 0;
        length = inputStream.read(buf);
        System.out.println("服务端接收："+ new String(buf,0,length));
        
        //获取socket输出流对象，想客户端发送数据
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
        outputStream.write("客户端你好啊！".getBytes());
        
        //关闭资源
        serverSocket.close();
    }
}

模拟Tomcat服务器

public class TomcatDemo extends Thread {
    
    Socket socket;
    
    public TomcatDemo(Socket socket){
        this.socket = socket;
    }
    
    
    public void run() {
        try {
            //获取socket的输出流对象
            OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
            //把数据写到浏览器上
            outputStream.write("你好啊浏览器".getBytes());
            socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    

    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立tcp的服务端
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9090);
        //不断的接受客户端的连接
        while(true){
            Socket socket = serverSocket.accept();
            new TomcatDemo(socket).start();
        }
    }
    
}