java网络编程、TCP和UDP、三次握手和四次挥手

一、网络编程入门

 (1)概念

在网络通信协议下,不同计算机上运行的程序,可以进行数据传输

(2)网络编程三要素:

IP地址

        设备在网络中的地址,是唯一的标识。全称”互联网协议地址,也称IP地址。是分配给上网设备的数字标签。常见的IP分类为:ipv4ipv6

端口

        应用程序在设备中唯一的标识。

协议

 数据在网络中传输的规则,常见的协议有 UDP 协议和 TCP 协议。

(3)InetAddress的使用

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

java网络编程、TCP和UDP、三次握手和四次挥手_第1张图片

(4)端口

端口:应用程序在设备中唯一的标识。

端口号:用两个字节表示的整数,它的取值范围是0~65535

              其中0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务或者应用。

             我们自己使用1024以上的端口号就可以了。

注意:一个端口号只能被一个应用程序使用。

 (5)协议

协议:计算机网络中,连接和通信的规则被称为网络通信协议

UDP协议

用户数据报协议 (User Datagram Protocol)
UDP 面向无连接 通信协议。

       速度快,有大小限制一次最多发送64K,数据不安全,易丢失数据。

TCP协议

传输控制协议 (Transmission Control Protocol)
TCP 协议是 面向连接 的通信协议。

       速度慢,没有大小限制,数据安全。

二、UDP通信 

(1)发送数据

创建发送端的DatagramSocket对象 

创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)

调用DatagramSocket对象的方法发送数据

释放资源

(2)接收数据

创建接收端的DatagramSocket对象

创建一个箱子,用于接收数据

调用DatagramSocket的方法接收数据并将数据放入箱子中 

解析数据包

释放资源

(3)例子

UDP发送数据:数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束

public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        //键盘录入数据
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
          	String s = sc.nextLine();
            //输入的数据是886,发送数据结束
            if ("886".equals(s)) {
                break;
            }
            //创建数据,并把数据打包
            byte[] bys = s.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.1.10"), 12345);

            //调用DatagramSocket对象的方法发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}

UDP接收数据:因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        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);
            //调用DatagramSocket对象的方法接收数据
            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();
    }
}

(4)udp的三种通讯方式

1、单播

  单播用于两个主机之间的端对端通信

2、 组播

  组播用于对一组特定的主机进行通信

组播地址:224.0.0.0 ~ 239.255.255.255

                 其中224.0.0.0 ~ 224.0.0.255 为预留的组播地址

  + 发送端
  1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
  2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
  3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
  4. 释放资源

public class ClinetDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
        String s = "hello 组播";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");
        int port = 10000;
        // 2. 创建数据,并把数据打包(DatagramPacket)
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法发送数据(在单播中,这里是发给指定IP的电脑但是在组播当中,这里是发给组播地址)
        ds.send(dp);
        // 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}

+ 接收端
  1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
  2. 创建一个箱子,用于接收数据
  3. 把当前计算机绑定一个组播地址
  4. 将数据接收到箱子中
  5. 解析数据包,并打印数据
  6. 释放资源

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端Socket对象(MulticastSocket)
        MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);
        // 2. 创建一个箱子,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 把当前计算机绑定一个组播地址,表示添加到这一组中.
        ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));
        // 4. 将数据接收到箱子中
        ms.receive(dp);
        // 5. 解析数据包,并打印数据
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 6. 释放资源
        ms.close();
    }
}

3、广播

  广播用于一个主机对整个局域网上所有主机上的数据通信

+ 发送端
    1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
    2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
    3. 发送数据
    4. 释放资源
public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
      	// 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
		// 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去
        String s = "广播 hello";
        byte[] bytes = s.getBytes();
        InetAddress address = InetAddress.getByName("255.255.255.255");
        int port = 10000;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);
		// 3. 发送数据
        ds.send(dp);
		// 4. 释放资源
        ds.close();
    }
}
+ 接收端
    1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
    2. 创建一个数据包,用于接收数据
    3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
    4. 解析数据包,并把数据在控制台显示
    5. 关闭接收端
public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
        // 2. 创建一个数据包,用于接收数据
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);
        // 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
        ds.receive(dp);
        // 4. 解析数据包,并把数据在控制台显示
        byte[] data = dp.getData();
        int length = dp.getLength();
        System.out.println(new String(data,0,length));
        // 5. 关闭接收端
        ds.close();
    }
}

三、TCP通信 

(1)概念

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。

通信之前要保证连接已经建立。

通过Socket产生IO流来进行网络通信。

(2)发送数据

创建客户端的 Socket 对象 (Socket) 与指定服务端连接

Socket​(String host, int port)

获取输出流,写数据

OutputStream getOutputStream​()

释放资源

void close​()

(3)接收数据 

创建服务器端的 Socket 对象 (ServerSocket)

ServerSocket​(int port)

监听客户端连接,返回一个 Socket 对象

Socket accept​()

获取输入流,读数据,并把数据显示在控制台

InputStream getInputStream​()

释放资源

void close​()

(4)示例 

接收

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端的Socket对象(Socket)
        //Socket(String host, int port) 创建流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号
        Socket s = new Socket("127.0.0.1",10000);

        //获取输出流,写数据
        //OutputStream getOutputStream() 返回此套接字的输出流
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        os.write("hello,tcp,我来了".getBytes());

        //释放资源
        s.close();
    }
}

发送

public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
        //ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);

        //Socket accept() 侦听要连接到此套接字并接受它
        Socket s = ss.accept();

        //获取输入流,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);

        //释放资源
        s.close();
        ss.close();
    }
}

 (5)注意事项

1. accept方法是阻塞的,作用就是等待客户端连接
2. 客户端创建对象并连接服务器,此时是通过三次握手协议,保证跟服务器之间的连接
3. 针对客户端来讲,是往外写的,所以是输出流
   针对服务器来讲,是往里读的,所以是输入流
4. read方法也是阻塞的
5. 客户端在关流的时候,还多了一个往服务器写结束标记的动作
6. 最后一步断开连接,通过四次挥手协议保证连接终止

(6)三次握手和四次挥手

三次
java网络编程、TCP和UDP、三次握手和四次挥手_第2张图片
四次

 java网络编程、TCP和UDP、三次握手和四次挥手_第3张图片

 

你可能感兴趣的:(网络)