网络编程学习笔记

目录

一:网络编程入门

 二:UDP通信程序

三:TCP通信程序


一: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具有独立功能的多台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。
  • 在网络通信协议下,实现网络互连的不同计算机上运行的程序见可以进行数据交换。

网络编程学习笔记_第1张图片

 1.2 网络编程三要素:

1.2.1:IP地址

要想让网络中的计算机能够相互通信,必须为每台计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定要接收数据的计算机和识别发送的计算机,而IP地址就是这个标识号。也就是设备的标识。

1.2.2: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。

1.2.3:协议

通过计算机网络可以使多态计算机实现连接,位于同一个网络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:

IP地址:是网络中设备的唯一标识。

IP地址分为两大类:

  • IPv4:是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址长32bit,也就是4个字节。例如一个采用二进制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”,这么长的地址,处理起来太费劲。为了方便使用,IP地址经常被写成十进制的形式,中间使用符号“.”分割不同的字节,可以写成“192.168.1.66”。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”,这显然比1和0容易记。
  • IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源优先,使得IP的分配越发紧张。为了扩大地址空间,通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分为8组十六进制数,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

常用命令:

  1. ipconfig:查看本机IP地址。
  2. ping IP地址:检查网络是否连通。

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提供了一个来InetAddress供我们使用。

InetAddress:此类表示Internet协议(IP)地址。

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

public class myNet {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.224.71");

        String name=address.getHostName();//主机名:LAPTOP-UE8ERILD
        System.out.println(name);
        String ip=address.getHostAddress();//IP地址:10.21.224.71
        System.out.println(ip);
    }
}

1.5 端口:

端口:设备上应用程序的唯一标识。

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和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。

1.6 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 Dtatgram Protocol)

UDP是无连接通信协议,即在数据传输时,数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说,当一台计算机向另外一台计算机发送数据时,发送端不会确认接收端是否存在,就会发出数据,同样接收端在收到数据时,也不会向发送端反馈是否收到数据。

由于使用UDP协议小号资源小,通信效率高,所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输。

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,即传输数据之前,在发送端和接收端建立逻辑连接,然后在传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端,由客户端向服务端发出连接请求,每次连接的创建都需要经过“三次握手”。

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 二: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Socke对象,但是这两个Socket只是发送,接收数据的对象。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:

  • 创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
  • 创建数据,并把数据打包
  • 调用DatagramSocket对象的方法发送数据
  • 关闭发送端
import java.io.IOException;
import java.net.*;

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()
        //构造数据报套接字并将其绑定到本机主机上的任何可用端口。
        DatagramSocket ds=new DatagramSocket();

        //创建数据,并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)
        //构造一个数据表,发送长度为length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys="hello,udp,我来了".getBytes();
        /*
        int length=bys.length;
        InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.224.71");
        int port=10086;
        DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,length,address,port);
         */
        DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("10.21.224.71"),10086);


        //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);

        //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:

接收数据的步骤:

  • 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
  • 创建一个数据包,用于接收数据
  • 调用DatagramSocket对象的方法接收数据
  • 解析数据包,并把数据在控制台显示
  • 关闭接收端

注意:电脑的IPv4地址会发生改变,DHCP协议;动态配置ip地址;

话说回来;电脑本身没有ip地址;只有Mac地址; 不过可以手动配置电脑的ip地址(随意配:0.0.0.0 - 255.255.255.255之间都可以;就是能不能用的问题)

一般情况电脑都是自动动态配置ip地址的;也就是说,你连接WLAN或者插入网线的时候,,电脑都会自动获得一个ip地址。

import java.io.IOException;
import java.net.*;

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()
        //构造数据报套接字并将其绑定到本机主机上的任何可用端口。
        DatagramSocket ds=new DatagramSocket();

        //创建数据,并把数据打包
        //DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress address,int port)
        //构造一个数据表,发送长度为length的数据包到指定主机上的指定端口号。
        byte[] bys="hello,udp,我来了".getBytes();

        int length=bys.length;
        InetAddress address=InetAddress.getByName("10.21.216.144");
        int port=10086;
        DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,length,address,port);

     //   DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bys,bys.length,InetAddress.getByName("10.21.224.71"),10086);


        //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);

        //关闭发送端
        //void close() 关闭此数据报套接字
        ds.close();
    }
}

2.4 UDP通信程序练习:

按照下面的要求实现程序

  • UDP发送程序:数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据结束。
  • UDP接收数据:因为接收端不知道发送端什么时候停止发送,故采用死循环接收。
package package02;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;

public class exampleSend {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        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)){
                //如果数据是886,则跳出循环,停止发送数据
                break;
            }
            //创建数据,并把数据打包
            byte[] bye=line.getBytes();
            int length=bye.length;
            InetAddress inetAddress=InetAddress.getByName("192.168.255.124");
            int port=10086;
            //数据包
            DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bye,length,inetAddress,port);
            //发送数据
            ds.send(dp);
        }
        //关闭发送端
        ds.close();
    }
}


三: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:

  • 创建客户端的Socket对象
  • 获取输出流、写数据
  • 释放资源
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

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("10.21.252.207",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();

    }
}

3.3 TCP接收数据:

接收数据的步骤:

  • 创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
  • 获取输入流,读数据,并把数据显示在控制台中
  • 释放资源
package package03;

import javax.imageio.IIOException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

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()倾听要连接到此套接字并接收它
        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();
    }
}

3.4 TCP通信程序练习(一):

客户端:发送数据,接收服务器反馈

服务端:接收数据,给出反馈

客户端:

package package04;

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

/*
客户端:发送数据,接收服务器反馈
       (先写数据--数据,然后在读数据--接收反馈)
 */
public class exampleClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端的Socket对象(Socket)
        Socket s = new Socket("192.168.255.124", 10000);

        //获取输出流,写数据
        OutputStream os = s.getOutputStream();
        os.write("hello,TCP,我来了".getBytes());

        //接收服务器反馈
        InputStream is = s.getInputStream();
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = is.read(bys);
        String data = new String(bys, 0, len);
        System.out.println("客户端:" + data);

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

}

服务器端:
 

package package04;

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

public class exampleServer {
    /*
    服务器:接收数据,给出数据
           (先读数据--接收数据,在数据--反馈)
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器端的socket对象(ServerSocket)
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);

        //监听客户端连接,返回一个Socket对象
        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("服务器:"+data);

        //给出反馈
        OutputStream os=s.getOutputStream();
        os.write("数据已经收到".getBytes());

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

3.5 TCP通信程序练习(二):

客户端:数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据约束。

服务端:接收到的数据在控制台输出。

客户端:

package package05;

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

public class ClientDemo {
    /*
    客户端
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
        //数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据约束
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //Scanner sc=new Scanner(System.in);
        while (true){
            String line;
            if((line=br.readLine())!=null){
                System.out.println(line);
            }
        }
         */
      //创建客户端Socket对象
      Socket s=new Socket("10.21.236.195",10086);
      //数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据约束
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //封装输出流对象
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            if("886".equals(line)){
                break;
            }
            //获取输出流对象
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }



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

服务器端:

package package05;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class ReceiveDemo {
    /*
    服务器:接收到的数据在控制台输出
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对象
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);
        //监听客户端的连接,返回一个对应的Socket对象
        Socket s=ss.accept();

        //获取输出流
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String line;
        while((line=br.readLine())!=null){
            System.out.println(line);
        }
        //释放资源
        ss.close();
    }
}

3.6 TCP通信程序练习(三):

网络编程学习笔记_第5张图片

客户端:

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

public class ClientDemo {
    /*
    客户端
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
       
        //创建客户端Socket对象
        Socket s=new Socket("10.21.246.24",10086);
        //数据来自于键盘录入,直到输入的数据是886,发送数据约束
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        //封装输出流对象
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            if("886".equals(line)){
                break;
            }
            //获取输出流对象
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }



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

 服务器端:

package package06;

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

public class ServerDemo {
    /*
    服务器端:接收到的数据写入文本文件
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对象
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);

        //监听客户端连接,返回一个对应的Socket对象
        Socket s=ss.accept();


        InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流,用于接收数据

        //把数据写入文本文件
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

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



    }
}

3.7 TCP通信程序练习(四):

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 客户端:

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

public class ClientDemo {
    /*
    客户端:数据来源于文本文件
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端Socket对象
        Socket s=new Socket("10.21.246.24",10086);
        //封装文本文件的数据
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        //封装输出流写数据
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }
        //释放资源
        bw.close();
        br.close();
        s.close();
    }
}

服务器端:

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

public class ServerDemo {
    /*
   服务器端:接收到的数据写入文本文件
    */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对象
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);

        //监听客户端连接,返回一个对应的Socket对象
        Socket s=ss.accept();


        InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流,用于接收数据

        //把数据写入文本文件
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

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


    }
}

3.8 TCP通信程序练习(五):

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客户端:

public class ClientDemo {
    /*
    客户端:数据来源于文本文件
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端Socket对象
        Socket s=new Socket("10.21.203.238",10086);
        //封装文本文件的数据
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        //封装输出流写数据
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        //public void shoutdownOutput()
        s.shutdownOutput();


        //接收反馈
        BufferedReader brClient=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String data=brClient.readLine();
        System.out.println("服务器的反馈:"+data);

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

服务器端:

public class ServerDemo {
    /*
   服务器端:接收到的数据写入文本文件
    */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对象
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10086);

        //监听客户端连接,返回一个对应的Socket对象
        Socket s=ss.accept();


        InputStream is = s.getInputStream();//字节输入流
        InputStreamReader isr=new InputStreamReader(is);//字符输入流
        BufferedReader br=new BufferedReader(isr); //字符缓冲流,用于接收数据

        //把数据写入文本文件
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bw.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }
        //给出反馈
        BufferedWriter bwServer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        bwServer.write("文件上传成功");
        bwServer.newLine();
        bwServer.flush();

        //释放资源
        s.close();
        bw.close();
        bwServer.close();


    }

3.9 TCP通信程序练习(六):

 

​​​​​客户端:

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

public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建客户端Socket对象
        Socket s=new Socket("10.21.203.238",10000);
        //封装文本文件的数据
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        //封装输出流写数据
        BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("mokuai-09//Copy.txt"));
        String line;
        while ((line=br.readLine())!=null){
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        //public void shoutdownOutput()
        s.shutdownOutput();


        //接收反馈
        BufferedReader brClient=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String data=brClient.readLine();
        System.out.println("服务器的反馈:"+data);

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

服务器端:

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

public class ServerDemo {
    /*
    服务器:接收到的数据写入文本文件,给出反馈,代码用线程进行封装,为每一个客户端开启一个线程
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器Socket对选哪个
        ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);

        while(true){
            //监听客户端连接,返回一个对应的Socket对象
            Socket s=ss.accept();
            //为每一个客户端开启一个线程
            Thread t1=new Thread(new ServerThread(s));
            t1.start();
        }
    }
}

线程类:

package package08;

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

public class ServerThread implements Runnable{
    private Socket s;

    public ServerThread(Socket s) {
        this.s = s;
    }

    @Override
    public void run() {
        //接收数据写到文本文件
        try {
            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
         //   BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter("mokuai-09//bss.txt"));

            //解决名称冲突问题:
            int count=0;
            File file =new File("mokuai-09\\bss["+count+"].txt");
            while (file.exists()){
                count++;
                file =new File("mokuai-09\\bss["+count+"].txt");
            }

            BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new FileWriter(file));

            String line;
            while((line=br.readLine())!=null){
                bw.write(line);
                bw.newLine();
                bw.flush();
            }

            //给出反馈
            BufferedWriter bwServer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
            bwServer.write("文件上传成功");
            bwServer.newLine();
            bwServer.flush();

            //释放资源
            s.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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