【JavaSE】网络编程————IP地址,端口,协议,UDP,TCP

1.网络编程入门

1.1 网络编程概述

计算机网络：

• 是指将地理位置不同的句有独立功能的多态计算机及其外部设备，通过通信线路连接起来，在网络操作系统网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统
  

网络编程：

• 在网络通信协议下，实现网络互联的不同计算机上运行的程序可以进行数据交换

1.2 网络编程的三要素

IP地址：

• 要想让网络中的计算机能够互相通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号。也就是设备的标识

端口：

• 网络的通信，本质上是两个应用程序的通信。每台计算机都有很多的应用程序，那么在网络通信时，如何区分这些应用程序呢？如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备，那么端口号就可以唯一标识设备中的应用程序了。也就是应用程序的标识

协议：

• 通过计算机网络可以使多台计算机实现链接，位于同一个网络中的计算机在进行连接和通信时需要遵守一定的规则，这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网络中，这些连接和通信的规则被称为网络通信协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换，常见的协议有UDP协议和TCP协议

1.3 IP地址

常用命令：

• ipconfig ：查看本机IP地址
• ｐｉｎｇ　IP地址：检查网络是否联通

特殊IP地址：

• 127.0.0.1 ： 是回送地址，可以代表本机地址，一般用来测试使用。

1.4 InetAddress类的使用

导包： java.net.InetAddress

为了方便我们对IP地址的获取和操作，Java提供了一个类InetAddress供我们使用

InetAddress：此类表示Internet协议(IP)地址

方法名	说明
static InetAddress getByName(String host)	确定主机名称的IP地址。主机名称可以是及其名称。也可以是IP地址
String getHostName()	获取此IP地址的主机名
String getHostAddress()	返回文本显示中的IP地址字符串

InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.1.66");//192.168.1.66可以换成主机名
System.out.ptintln("主机名:"+address.getHostName());
System.out.println("IP地址:"+address.getHostAddress());

1.5 端口

1.6 协议(UDP/TCP)

2. UDP通信程序

2.1 UDP通信原理

UDP协议是一种不可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,但是这两个Socket只是发送,接受数据的对象
因此对于基于UDP协议的通信双方而言,没有所谓的客户端和服务器的概念
Java提供了DatagramSocket类作为基于UDP协议的Socket

2.2 UDP发送数据

发送数据的步骤:
① 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)

• DatagramSocket() 构造一个数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口。

② 创建数据,并把数据打包

• DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port) //构造一个数据报包，用于将长度为 length的数据包发送到指定主机上的指定端口号。

③调用DatagramSocket对象的方法发送数据

• void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包。

④关闭发送端

• void close() 关闭此数据报套接字。

import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;


public class Demo {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //① 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        //DatagramSocket() 构造一个数据报套接字并将其绑定到本地主机上的任何可用端口。 
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //② 创建数据,并把数据打包并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        // 构造一个数据报包，用于将长度为 length的数据包发送到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys = "helllo,udp,我来了".getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
        int length = bys.length;
        InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.0.103");
        int port = 10086;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,length,address,port);
        //③调用DatagramSocket对象的方法发送数据
        //void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包。
        ds.send(dp);
        //④关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字。
        ds.close();

    }
}

2.3 UDP接收数据

接受数据的步骤
①创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)

• DatagramSocket(int port) 构造一个数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。

②创建一个数据包,用于接受数据
-DatagramPacket(byte[] buf, int length) 构造 DatagramPacket用于接收长度为 length数据包。

③调用DatagramSocket对象的方法接受数据

• void receive(DatagramPacket p) 从此套接字接受数据报包。

④解析数据包,并把数据在控制台显示

• byte[] getData() 返回数据缓冲区。
• int getLength() 返回要发送的数据的长度或接收的数据的长度。

⑤关闭接收端

• void close() 关闭此数据报套接字。

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;


public class DemoR {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //①创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        //DatagramSocket(int port) 构造一个数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);
        //②创建一个数据包,用于接受数据
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length) 构造 DatagramPacket用于接收长度为 length数据包。
        byte[] bys = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys,bys.length);

        //③调用DatagramSocket对象的方法接受数据
            ds.receive(dp);
        //④解析数据包,并把数据在控制台显示
        System.out.println("数据是："+new String(dp.getData(),0, dp.getLength()));//输出接收到的数据
        //⑤关闭接收端
        ds.close();
    }
}

2.4 UDP通信程序练习

按照下面的要求实现程序

• UDP发送数据: 数据来自于键盘录入,知道输入的数据是886,发送数据结束
• UDP接收数据: 因为接收端不知道发送什么时候停止发送,故采用死循环接收

发送端

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;


public class Send {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        //自己封装键盘录入数据
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null) {
     
            if("886".equals(line)) {
     
                break;
            }
            //创建数据，并把数据打包
            byte[] bys = line.getBytes();
            DatagramPacket dp =new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.0.103"),12345);

            //调用发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}

接收端

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class Receive {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //创建接收端的Socket对象
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);

        while(true) {
     
            //创建一个数据包，用于接收数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
            //接收数据
            ds.receive(dp);
            //解析数据包，并把数据在控制台显示
            System.out.println("数据是：" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
        }
        //关闭接收端
        //ds.close(); //因为一直接收数据，所以不用关了
    }
}

我们可以打开多个发送端给同一个接收端发送消息。

3. TCP通信程序

3.1 TCP通信原理

TCP通信协议是一种可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,从而在通信的两端形成网络虚拟链路,一旦建立了虚拟的网络链路,两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信
Java对基于TCP协议的网络提供了良好的封装,使用Socket对象来代表两端的通信端口,并通过Socket产生IO流来进行网络通信
Java为客户端提供了Socket类,为服务器端提供了ServerSocket类

3.2 TCP发送数据

发送数据的步骤
①创建客户端的Socket对象(Socket)

• Socket(String host, int port)

②获取输出流,写数据

• OutputStream getOutputStream()

③释放资源

• void close()

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Kehuduan {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
       //①创建客户端的Socket对象(Socket)
        //Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("192.168.0.103"),10000);
        Socket s = new Socket("192.168.0.103",10001);
        //②获取输出流,写数据
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        os.write("hello,tcp,我来了".getBytes());
        //③释放资源
        s.close();

    }
}

3.3 TCP接收数据

接受数据的步骤
①创建服务器端的Socket对象(Socket)

• ServerSocket(int port)

②监听客户端连接,返回一个Socket对象

• Socket accept()

③获取输出流,读数据,并把数据显示在控制台

• InputStream getInputStream()

④释放资源

• void close()

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
     
    public static void main(String[] args) throws IOException {
     
        //①创建服务器端的Socket对象(Socket)
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10001);
        //②监听客户端连接,返回一个Socket对象
        Socket s = ss.accept();
        //③获取输出流,读数据,并把数据显示在控制台
        InputStream is = s.getInputStream();
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = is.read(bys);
        String data = new String(bys,0,len);
        System.out.println("数据是："+data);
        //④释放资源
        s.close();
        ss.close();
    }
}

3.4 TCP通信程序练习

Java中的TCP通信程序练习(六个)