网络编程
- 网络模型
- OSI(Open System Interconnection 开放系统互连)参考模型
- TCP/IP参考模型
- 网络通讯要素
- IP地址
- 端口号
- 传输协议
网络参考模型.png
七层简述(OSI参考模型)
物理层：主要定义物理设备，网线接口类型、光纤接口类型、各种传输介质的传输速率。主要作用是传输比特流（就是0、1转化为电流强弱，到达后转为1、0，也成为数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特
数据链路层：主要将物理层接收的数据进行MAC地址（网卡地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输
网络层：主要将从下层接收到的数据进行IP地址（例如：192.168.0.1）的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包
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传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（www端口80等），如：
- TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据）
- UDP（用户数据报协议，与TCP特性相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据）
主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后进行重组，常把这一层的数据叫做段
会话层：通过传输层（端口号：传输端口和接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相人事可以是IP也可以是MAC或者是主机名）
表示层：主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能识别的东西，如：图片、声音等）
应用层：主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载），WEB（IE浏览器），QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西，就是终端应用）
七层模型解析.png
网络通讯要素
- IP地址：InterAddress
- 网络中设备的标识
- 不易记忆，可用主机名
- 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：065535，其中01024系统使用或保留端口
- 传输协议
- 通讯的规则
- 常见协议：TCP，UDP
TCP和UDP
- UDP：
- 将数据即源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
- 每个数据报的大小限制在64K内
- 因无连接，是不可靠协议
- 无需要建立连接，速度快
- TCP：
- 建立连接，形成传输数据的通道
- 在建立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，效率会稍低
package IPDemo;
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
public class IpDemo {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
// 获取本地主机ip地址对象
InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
System.out.println(ip.getHostName() + ":" +ip.getHostAddress());
// 获取其他主机的ip地址对象
ip = InetAddress.getByName("www.baidu.com"); // InetAddress.getByName("SD-20200410UFRP");
// 域名解析
System.out.println(ip.getHostName() + ":" + ip.getHostAddress());
}
}
域名解析流程.png
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传输
- DatagramSocket与DatagramPacket
- 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
- UDP发送
package UDP;
import java.io.IOException;
import java.net.*;
public class UDPSendDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("UDP Socket SendMessage Start 发送服务启动......");
/**
* 创建UDP传输的发送端
* 1、建立UDP的socket服务
* 2、将要发送的数据封装到数据包中
* 3、通过UDP的socket服务将数据包发送出去
* 4、关闭socket服务
*/
// 1、UDPSocket服务，使用DatagramSocket对象
DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
// 2、将要发送的数据封装到数据包中
String str = "udp传输测试数据！";
// 使用DatagramPacket将数据封装到该对象包中
byte[] buf = str.getBytes();
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length, InetAddress.getByName("192.168.1.82"),10086);
// 3、通过udp的socket服务将数据包发送出去，使用send方法
datagramSocket.send(datagramPacket);
// 4、关闭socket服务
datagramSocket.close();
}
}
- UDP接收
package UDP;
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
public class UDPRecvDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("UDP Socket ReceiveMessage Start 接收服务启动......");
/**
* 创建UDP传输的接收
* 1、建立UDP的socket服务
* 2、创建数据包，用于存储接收到的数据，方便用数据包对象的方法解析数据
* 3、用socket服务的receive方法将接收的数据存储到包中
* 4、通过数据包中的方法解析数据包中的数据
* 5、关闭资源
*/
// 1、建立UDP socket服务,接收数据必须明确端口号
DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(10086);
// 2、创建数据包
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf,buf.length);
// 3、使用接收方法将数据存储到数据包中
datagramSocket.receive(datagramPacket); // 阻塞式
// 4、通过数据包对象的方法，解析其中的数据，如：端口，地址，数据等内容
String ip = datagramPacket.getAddress().getHostAddress();
int port = datagramPacket.getPort();
String dataText = new String(datagramPacket.getData(), 0, datagramPacket.getLength());
System.out.println(ip + ":" + port + ":" + dataText);
// 5、关闭资源
datagramSocket.close();
}
}
UDP聊天室源码：https://gitee.com/Liu_zimo/JavaTestCode.git
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
- TCP客户端
package TCP;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("TCP Client Start...");
/**
* Tcp传输，客户端建立的过程
* 1、创建tcp客户端socket服务。使用的是socket对象
* 建议该对象一创建就明确目的地。要连接的主机
* 2、如果连接建立成功，说明数据传输通道（socket流）已建立
* socket流：底层建立好的，有输入和输出，通过socket获取
* 3、使用输出流，将数据写出
* 4、关闭资源
*/
// 创建客户端服务
Socket socket = new Socket("192.168.1.82", 10086);
// 获取socket流中的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用输出流将指定的数据写出去
outputStream.write("tcp测试数据！".getBytes());
// 读取服务端返回的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = inputStream.read(buf);
String text = new String(buf, 0, len);
System.out.println(text);
// 关闭资源
socket.close();
}
}
- TCP服务端
package TCP;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class ServerDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
System.out.println("TCP Server start...");
/**
* 建立TCP服务端
* 1、创建服务端socket服务，通过ServerSocket对象
* 2、服务端必须对外提供一个端口，否则客户端无法连接
* 3、获取连接的客户端对象
* 4、使用客户端对象获取socket流，读取客户端发来的消息，打印处理
* 5、关闭资源：关客户端，关服务端
*/
// 创建服务端对象
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(10086);
// 获取连接的客户端对象
Socket socket = serverSocket.accept();
String ip = socket.getInetAddress().getHostAddress();
int port = socket.getPort();
// 通过socket对象获取输入流，读取客户端发来的数据
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = inputStream.read(buf);
String text = new String(buf, 0, len);
System.out.println(ip + ":" + port + "/server :" + text);
// 客户端输出流返回数据
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("收到".getBytes());
// 关闭资源：一般服务端阻塞一直读取客户端
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
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常见的客户端：
浏览器：IE，Google Chrome
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常见的服务端：
服务器：Tomcat
客户端给服务端发送的请求
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GET / HTTP/1.1请求行：请求方式 /www/index.html(请求资源路径) http协议版本 -
Accept:image/gif, image/jpeg, ..., */*请求消息头：属性名：属性值 Accept-Language: zh-cn,zu;q=0.5Accept-Encoding:gzip,deflateUser-Agent:Mozilla/4.0(compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; InfoPath.2)Host:192.168.1.82: 10086Connection: Keep-Alive// 请求头和请求体之间有空行作为分割--------------
hahahahahah
常见网络结构
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C/S：Client/Server
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特点：该结构的软件，客户端和服务端都需要编写
开发成本较高，维护较为麻烦 好处：客户端在本地可以分担一部分运算
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B/S：Browser/Server
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特点：该结构的软件，只开发服务器端，不开发客户端，客户端由浏览器取代
开发成本相对低，维护较为简单
- 缺点：所有的运算都要在服务端完成
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