Day 22 23 网络编程
Day 22 23 网络编程
概述
网络模型
OSI参考模型
TCP/IP参考模型
网络通讯要素
IP地址：InetAddress
网络中设备的标识。不易记忆，可用于主机名。本地回环地址：127.0.0.1 主机名：localhost
端口号：用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识。
有效端口：0-65535，其中0-1024系统使用或保留端口。
传输协议：通讯的规则。常见协议：TCP,UDP
环回地址：127.0.0.1本机没有配置任何IP地址时，本机默认的IP地址，用于测试网卡
网络模型
每一层都会加入该层特有的数据信息。
IP地址
如果IP地址和对应的主机名映射关系没有在网络上，主机出去找地址找到了，但是解析不成功，所以名字还是IP地址。
import java.net.*;
class IPDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();
//System.out.println(i.toString());
//System.out.println("address : " + i.getHostAddress());
//System.out.println("name : " + i.getHostName());
InetAddress ia = InetAddress.getByName("192.168.1.106");
//InetAddress ia = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
System.out.println("address : " + i.getHostAddress());
System.out.println("name : " + i.getHostName());
}
}
TCP和UDP
UDP: 聊天，视频会议，桌面共享（相当于去邮局寄包裹，包裹为数据）
将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接。
每个数据包的大小限制在64k内。
因无连接，是不可靠协议。
不需要建立连接，速度快。
TCP： 下载（相当于打电话，拨号为连接）
建立连接，形成传输数据的通道。
在连接中进行大数据量传输。
通过三次握手完成连接，是可靠协议。
必须建立连接，效率会较低。
Socket
Socket就是为网络服务提供的一种机制。
通信的两端都有Socket。
网络通信其实就是Socket间的通信。
数据在两个Socket间通过IO传输。
UDP—发送端
DatagramSocket与DatagramPacket
DatagrgamSocket：此类表示用来发送和接收数据包的套接字。
DatagramPacket：此类表示数据报包。数据报包用来实现无连接包投递服务。每条报文仅根据该包中包含的信息从一台机器路由到另一台机器。从一台机器发送到另一台机器的都个包可能选择不同的路由，也可能按不同的顺序到达。不对包投递做出保证。
凡是带地址端口的都是用于构造发送数据包的。
建立发送端，接收端。
建立数据包。
调用Socket的发送接收方法。
关闭Socket。
发送端与接收端是两个独立的运行程序。
需求：通过UDP传输方式，将一段文字数据发送出去。
定义UDP的发送端。
思路：
1.建立udpsocket服务。
2.提供数据，并将数据封装到数据包中。
3.通过socket服务的发送功能，将数据包发送出去。
4.关闭资源。
UDP—接收端
需求：定义一个应用程序，用于接收UDP协议传输的数据并处理。
定义UDP的接收端。
思路：
1.定义udpsocket服务。通常会监听一个端口，其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识，方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。
2.定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据。因为数据包对象中有更多共鞥可以提取字节数据中的不同数据信息。
3.通过socket服务的recevie方法将受到的数据存入已定义好的数据包中。
4.通过数据包对象的特有功能，将这些不同的数据取出，打印在控制台上。
5.关闭资源。
为了完成各发送端向接收端发的信息，完成通讯，接收端要一直开着。如果不开着，发过来一次运行到结尾处，就结束了。所以要在接收端代码中加while(true)
import java.net.*;
class DdpSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1.创建udp服务。通过DatagramSocket对象。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);//纸递给发送端8888端口
//2.确定数据，并封装成数据包。
//DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)
byte[] buf = "udp come".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),10000);
//3.通过socket服务，将已有的数据包发送出去。通过send方法。
ds.send(dp);
//4.关闭资源。
ds.close();
}
}
class DdpRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//1.创建udp socket，建立端点。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while(true)
{
//2.定义数据包，用于存储数据。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
//3.通过服务的receive方法将收到的数据存入数据包中。
ds.receive(dp);
//4.通过数据包的方法获取其中的数据。
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
int port = dp.getPort();
System.out.println(ip + "::" + data + "::" + port);
}
//5.关闭资源
ds.close();
}
}
UDP—键盘录入方式数据
通常用到net包还会用到io包，io用的还是数据。
import java.net.*;
import java.io.*;
class UdpDend2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line = bufr.readLine())!=null)
{
if("886".equals(line))
break;
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),10001);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}
}
class UdpRece2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10001);
while (true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(dp);
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip + "::" + data);
}
}
}
UDP—聊天
在cmd中输入start出现新窗口，好处：延用上衣窗口的基本环境变量配置，路径。
编写一个聊天程序。有数据的部分和发数据的部分，这两部分需要同时执行。那就需要用到多线程技术，一个线程控制收，一个线程控制发。
因为收和发动作是不一致的，所以要定义两个run方法，而且这俩个方法要封装到不同的类中。
import java.net.*;
import java.io.*;
class Send implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public Send(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}
public void run()
{
try
{
BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line = null;
while ((line = bufr.readLine())!=null)
{
if("886".equals(line))
break;
byte[] buf = line.getBytes();
DatagramPacket dp =
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);
ds.send(dp);
}
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送端失败");
}
}
}
class Rece implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public Rece(DatagramSocket ds)
{
this.ds = ds;
}
public void run()
{
try
{
while (true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(dp);
//数据从哪发过来的，先定义IP地址
String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip + " : " + data);
}
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("接收端失败");
}
}
}
class ChatDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//发送端可以为默认端口，接收端必须设置端口
DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10002);
//把Runnable接口的子类对象传给Thread构造函数
new Thread(new Send(sendSocket)).start();
new Thread(new Rece(receSocket)).start();
}
}
TCP传输
Socket和ServerSocket
建立客户端和服务端
建立连接后，通过Socket中的IO流进行行数据的传输
关闭socket
同样，客户端与服务端是两个独立的应用程序。
演示TCP传输。
1.TCP分客户端和服务端。
2.客户端对应的对象是Socket。服务端对应的对象都会ServerSocket。
客户端 TcpClient
通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。因为TCP是面向连接的，所以在建立socket服务时，就要有服务端存在并连接成功，形成通路后在该通道进行数据的传输。
需求：给服务端发送一个文本数据。
思路：
1.创建Socket服务，并制定要连接的主机和端口。
2.为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。
3.输出并发送到对应的主机上
4.关闭socket
服务端 TcpServer
需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。
思路：
1.建立服务端的socket。SercerSocket();并监听一个接口。
2.获取链接过来的客户对象。通过ServerSocket的accept方法，没有连接就会等，所以这个方法是阻塞式的。
3.客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据并打印在控制台。
4.关闭服务端。（可选）
TCP必须先启动服务端，UDP不是，在不在都可以。
import java.io.*;
import java.net.*;
class TcpClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建客户端的socket服务，指定目的主机和端口
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10003);
//为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。
OutputStream out = s.getOutputStream();
//输出并发送到对应的主机上
out.write("tcp come".getBytes());
s.close();
}
}
class TcpServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//建立服务端socket服务，并监听一个端口。
ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);
//通过accept方法获取连接过来的客户端对象。
//服务端没有流对象，拿客户端的流对象和客户端进行通信。
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip + ".....connected");
//获取客户端发送过来的数据，那么要使用客户端对象的读取流来读取数据。
//这个源既不是键盘录入也不是硬盘，是网络源。
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
//关闭客户端，服务端有可能不关自己但是关对方
//你跟我连着拿完数据就关闭不浪费资源，超过我所设定的时间就断开
s.close();
ss.close();
}
}
演示tcp传输的客户端和服务端的互访。
需求：客户端给服务端发送数据，服务端收到后给客户端反馈信息。
客户端：
1.建立socket服务，指定要连接主机和端口。
2.获取socket流中方的输出流，将数据写到该流中，通过网络发送给服务端。
3.获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到并打印。
4.关闭客户端资源。
import java.io.*;
import java.net.*;
class TcpClient2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("194.168.1.254",10004);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("服务端，你好".getBytes());
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
s.close();
}
}
class TcpServer2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10004);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip + ".....connected");
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = in.read(buf);
System.out.println(new String(buf,0,len));
OutputStream out = s.getOutputStream();
//Thread.sleep(10000);
out.write("收到，你也好".getBytes());
s.close();
ss.close();
}
}
TCP练习
需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本。
客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转成大学再返回给客户端。而且客户端可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。
分析：
客户端：既然是操作设备上的数据，那么久可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。
源：键盘录入。
目的：网络设备，网络输出流。
而且操作的是文本数据，可以选择字符流。
步骤：
1.建立服务。
2.获取键盘录入。
3.将数据发送给服务端。
4.获取服务端返回的大写数据。
5.结束，管资源。
都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。
服务端：
源：socket读取流。
目的：socket输出流。
都是文本，装饰。
该例子出现的问题，现象：客户端和服务端都在莫名的等待，原因：
因为客户端和服务端都有阻塞式方法，这些方法还没有读到结束标记就一直等待，而导致两端都在等待。
import java.io.*;
import java.net.*;
class TransClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10005);
//定义读取键盘数据的流对象
BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//定义目的，将数据写入到socket输出流，发送给服务端
//BufferedWriter bufOut =
// new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String line = null;
while ((line = bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;
out.println(line);
// bufOut.write(line);
// bufOut.newLine();
// bufOut.flush();
String str = bufIn.readLine();
System.out.println("server:" + str);
}
bufr.close();
s.close();
}
}
class TransServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip + ".....connected");
//读取socket读取流中的数据
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
//目的。socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端
//BufferedWriter bufOut =
// new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line = null;
while ((line = bufIn.readLine())!=null)
{
System.out.println(line);
out.println(line.toUpperCase());
// bufOut.write(line.toUpperCase());
// bufOut.newLine();
// bufOut.flush();
}
s.close();
ss.close();
}
}
TCP复制文件
import java.io.*;
import java.net.*;
class TextClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10006);
BufferedReader bufr =
new BufferedReader(new FileReader("IPDemo.java"));
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
//DataOutputStream dos = new DataOutputStream(s.getOutputStream());
//long time = System.currentTimeMillis();
//out.println(time);
//dos.writeLong(time);
String line = null;
while ((line = bufr.readLine())!=null)
{
out.println(line);
}
//dos.writeLong(time);
s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
String str = bufIn.readLine();
System.out.println(str);
bufr.close();
s.close();
}
}
class TextServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10006);
Socket s = ss.accept();
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip + "...connected");
//DataInputStream dis = new DataInputStream(s.getInputStream());
//long l = dis.readLong();
BufferedReader bufIn =
new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter("server.txt"),true);
String line = null;
while ((line = bufIn.readLine())!=null)
{
//if("over".equals(line))
// break;
out.println(line);
}
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println("上传成功");
out.close();
s.close();
ss.close();
}
}
TCP上传图片
需求：上传图片。
客户端：
1.服务端点
2.读取客户端已有的图片数据
3.通过socket输出流将数据发给服务端
4.读取服务端反馈信息
5.关闭
import java.io.*;
import java.net.*;
class PicClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10007);
FileInputStream fis = new FileInputStream("c:\\1.bmp");
OutputStream out = s.getOutputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = fis.read(buf))!=-1)
{
out.write(buf,0,len);
}
//告诉服务端数据已写完
s.shutdownOutput();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] bufIn = new byte[1024];
int num = in.read(bufIn);
System.out.println(new String(bufIn,0,num));
fis.close();
s.close();
}
}
class PicServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10007);
Socket s = ss.accept();
InputStream in = s.getInputStream();
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("server.bmp");
byte[] buf = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = in.read(buf))!=-1)
{
fos.write(buf,0,len);
}
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("上传成功".getBytes());
fos.close();
s.close();
ss.close();
}
}
TCP客户端并发上传图片
以上服务端有个局限性。
当A客户端连接上以后，被客户端获取到，客户端执行具体流程。这时B客户端连接，只有等待。因为客户端还没有处理完A客户端的请求，还有循环回来执行下次accept方法，所以暂时获取不到B客户端对象。那么为了可以让多个客户端同时并发访问客户端，那么客户端最好就是将每个客户端封装到一个单独的线程中，这样，就可以同时处理多个客户端请求。
如何定义线程呢？
只要明确了每一个客户端要在服务端执行的代码即可，将该代码存入run方法中。
import java.io.*;
import java.net.*;
class PicClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
if(args.length!=1)
{
System.out.println("请选择一个jpg格式的图片");
return;
}
File file = new File(args[0]);
if (!(file.exists() && file.isFile()))
{
System.out.println("该文件有问题，那么不存在，要么不是文件");
return;
}
if (!file.getName().endsWith(".jpg"))
{
System.out.println("图片格式错误，请重新选择");
return;
}
if (file.length()>1024*1024*5)
{
System.out.println("文件过大，没安好心");
}
Socket s = new Socket("192.168.1.254",10007);
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
OutputStream out = s.getOutputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = fis.read(buf))!=-1)
{
out.write(buf,0,len);
}
//告诉服务端数据已写完
s.shutdownOutput();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] bufIn = new byte[1024];
int num = in.read(bufIn);
System.out.println(new String(bufIn,0,num));
fis.close();
s.close();
}
}
class PicThread implements Runnable
{
private Socket s;
PicThread(Socket s)
{
this.s = s;
}
public void run()
{
int count = 1;
String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
try
{
System.out.println(ip + "...connected");
InputStream in = s.getInputStream();
File file = new File(ip + "(" + (count) + ")" + ".jpg");//192.168.1.254(1).jpg
while(file.exists())
file = new File(ip + "(" + (count++) + ")" + ".jpg");
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
byte[] buf = new byte[1024];
int len = 0;
while ((len = in.read(buf))!=-1)
{
fos.write(buf,0,len);
}
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write("上传成功".getBytes());
fos.close();
s.close();
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException(ip + "上传失败");
}
}
}
class PicServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10007);
while (true)
{
Socket s = ss.accept();
new Thread(new PicThread(s)).start();
}
//ss.close();
}
}
TCP客户端并发登录
客户端通过键盘录入用户名。服务端对这个用户名进行校验。
如果该用户存在，在服务端显示xxx，已登陆。并在客户端显示 xxx，欢迎光临。
如果该用户存在，在服务端显示xxx，尝试登陆。并在客户端显示 xxx，该用户不存在。
最多登录三次。