【十五】Java网络编程（能实现计算机自娱自乐的网络编程）

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目录

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一、什么是网络
二、计算机网络
三、网络模型
四、通信协议
五、IP与端口
六、网络编程
七、网络编程之服务器端和客户端相互请求问好
八、网络编程交互（多线程、集合、网络编程、IO流综合案例）

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思维导图参考：【十五】Java网络编程思维导图

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【综合案例】
（多线程、IO流、网络编程、properties集合）好玩的网络编程交互实现服务器端【ServerSocket】和客户端【Socket】的注册与登录功能
【知识扩展】
TCP的三次握手、四次挥手

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一、什么是网络

网络的概念

• 由点和线构成，表示诸多对象间的相互联系
• 比如：
  • 蜘蛛网
  • 人脉网
  • 计算机网络

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二、计算机网络

• 为实现资源共享和信息传递，用过通信线路连接起来的若干主机（Host）
  
• 互联网： （Internet）点与点相连
• 万维网： （WWW - World Wide Web）端与端相连
• 物联网： （Iot - Internet of things）物与物相连
• 网络编程： 让计算机与计算机之间建立连接、进行通信

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三、网络模型

• OSI（Oper System Interconnection）开放式系统互联
  

TCP/IP模型

• 一组用于实现网络互联的通信协议，将协议分为四个层次
  

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四、通信协议

TCP/UDP

• TCP协议： Transmission Control Protocol传输控制协议
  • 是一种面向连接、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。数据大小无限制。建立连接的过程需要三次捂手，断开连接的过程需要四次挥手
• UDP协议： User Datagram Protocol用户数据报协议
  • 是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，每个包的大小64KB

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五、IP与端口

• IP协议： Internet Protocol Address互联网协议地址/网络协议地址
  • 分配给互联网设备的数字标签（唯一标识）
• IP地址分为两种：
  • IPV4： 4字节32位整数，并分成4段8位的二进制数，每8位之间用圆点隔开，每8位整数可以转换为一个0~255的十进制整数
    • 格式： D.D.D.D
    • 例如： 255.255.255.255
  • IPV6： 16字节128位整数，并分成8段十六进制数，每16位之间用圆点隔开，每6位整数可以转换为一个0~65535的十进制数
    • 格式： X.X.X.X.X.X.X.X
    • 例如： FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF

IPV4的应用分类

• A类： 政府机构，1.0.0.1~126.255.255.254
• B类： 中型企业，128.0.0.1~191.255.255.254
• C类： 个人用户，192.0.0.1~223.255.255.254
• D类： 用于组播，224.0.0.1~239.255.255.254
• E类： 用于实验，240.0.0.1~255.255.255.254
• 回环地址： 127.0.0.1，指本机，一般用于测试使用
• 查看IP命令： ipconfig
• 测试IP命令： ping D.D.D.D

Port

• 端口号： 在通信实体上进行网络通讯的程序的唯一标识
• 端口分类：
  • 公认端口： 0~1023
  • 注册端口： 1024~49151
  • 动态或私有端口： 49152~65535
• 常用端口：
  • Mysql： 3306
  • Oracle： 1521
  • Tomact： 8080
  • SMTP： 25
  • Web服务器： 80
  • FTP服务器： 21

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六、网络编程

InetAddress类

• 概念： 表示互联网协议（IP）地址对象，封装了与该IP地址相关的所有信息，并提供获取信息的常用方法
• 方法：
  • public static InetAddress getLocalHost() //获得本机主机地址对象
  • public static InetAddress getByName(String host) //根据主机名称获得地址对象
  • public static InetAddress[] getAllByName(String host) //获得所有相关地址对象
  • public String getHostAddress() //获取IP地址字符串
  • public String getHostName() //获取IP地址主机名
  • getPort() //获取端口号

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class TestInetAddress {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetAddress local = InetAddress.getLocalHost();//获取本机机主
        //获取本地主机的相关IP、名字
        String ip = local.getHostAddress();
        String name = local.getHostName();
        System.out.println(ip + "\t" + name);

        //获取任意主机的IP地址对象————IP、主机名、域名
        InetAddress baiduLocal = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println(baiduLocal.getHostAddress());
        System.out.println(baiduLocal.getHostName());

        //获取任意域名的所有IP地址对象
        InetAddress[] addresses = InetAddress.getAllByName("www.baidu.com");
        for (InetAddress address : addresses) {
            System.out.println(address.getHostAddress());
        }
    }
}

基于TCP的网络编程

• Socket编程：
  • Socket（套接字）是网络中的一个通信节点
  • 分为客户端Socket与服务端ServerSocket
  • 通信要求： IP地址 + 端口号

开发步骤

• 建立通信连接（会话）：
  • 创建ServerSocket，指定端口号
  • 调用accept等待客户端接入
• 客户端请求服务器：
  • 创建Socket，指定服务器IP + 端口号
  • 使用输出流，发送请求数据给服务器
  • 使用输入流，接收响应数据到客户端（等待）
• 服务器响应客户端：
  • 使用输入流，接收请求数据到服务器（等待）
  • 使用输出流，发送响应数据给客户端
    

服务器和客户端相互请求问好

客户端请求服务器端

import java.io.*;
import java.net.Socket;

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建客户端（套接字），连接指定的IP + 端口号
        Socket client = new Socket("192.168.19.163", 6666);
        //2.获取输入输出流
        InputStream inputStream = client.getInputStream();
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream, "UTF-8");
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);

        OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream, "UTF-8");
        PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStreamWriter);
        //3.发送数据
        printWriter.println("你好！我是客户端！");
        printWriter.flush();//刷新缓冲区
        //4.接收响应数据
        String message = bufferedReader.readLine();
        System.out.println("服务器端用户：" + message);
        //5.关闭流和客户端
        bufferedReader.close();
        printWriter.close();
        client.close();
    }
}

服务器端请求客户端

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

/**
 * 服务器端
 */
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //1.创建服务器端（套接字）
        ServerSocket server = new ServerSocket(6666);
        System.out.println("服务器已启动");
        //2.调用accept等待客户端
        Socket client = server.accept();
        //3.通过客户端获取输入输出流
        InputStream inputStream = client.getInputStream();
        InputStreamReader inputStreamReader = new InputStreamReader(inputStream);
        BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(inputStreamReader);

        OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
        OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream);
        PrintWriter printWriter = new PrintWriter(outputStreamWriter);
        //4.读取数据
        String message = bufferedReader.readLine();
        System.out.println("客户端用户：" + message);
        //5.响应数据
        printWriter.println("你好！我是服务器端！");
        printWriter.flush();
        //6.关闭流、客户端和服务器端
        bufferedReader.close();
        printWriter.close();
        client.close();
        server.close();
    }
}

服务器端接收请求效果

客户端接收请求效果

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七、网络编程交互综合案例

• 使用Scoket编程实现服务器端注册：
  • 注册信息保存在properties文件中
  • 封装格式自定义
  • 注册成功后返回字符串“注册成功！”
• 使用Scoket编程实现服务器端登录：
  • 获取properties文件中的用户信息，进行用户名与密码的校验
  • 检验成功后返回字符串“登陆成功！”

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