2019-06-09

                                     网络编程

什么是计算机网络?

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。

什么是网络通信协议?

国际标准化组织(ISO,即International Organization for Standardization)定义了网络通信协议的基本框架,被称为OSI(Open System Interconnect,即开放系统互联)模型。

OSI模型制定的七层标准模型,分别是:应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层。

OSI模型制定的七层标准模型,分别是:应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层。


TCP/IP协议参考了OSI 模型,但是并没有严格按照OSI规定的七层标准去划分,而只划分了四层

 ISO模型与TCP/IP模型的对应关系如图:


 数据封装与解封:

 由于用户传输的数据一般都比较大,有的可以达到MB字节,一次性发送出去十分困难,于是就需要把数据分成许多片段,再按照一定的次序发送出去。这个过程就需要对数据进行封装。


网络编程即处在传输层。

网络编程的三要素:

1) IP 地址:唯一标识网络上的每一台计算机,两台计算机之间通信的必备有素

2) 端口号:计算机中应用的标号(代表一个应用程序),0-1024系统使用或保留端口  ,端号口占 2个字节,所以有效端口0-65535。

3) 通信协议:通信的规则 TCP,UDP


IP_端口_Socket 含义:

IP 地址:IP 地址用于标识网络上的唯一一台计算机,共 32 位,4 个 8位二进制数组成

IP 地址分为:IPv4 和 IPv6

IPv4:“点分十进制表示法”

IPv6:“十六进制表示法”

IP 地址=网络 ID+主机 ID

IP地址的分类:

A类:局域网,B类:城域网;C类:互联网/广域网

特殊 IP 地址:

1) 127.0.0.1:本机回环地址,用于本机测试

2) 255.255.255.255:当前子网,一般用于当前子网广播信息

端口号:虚拟的概念,使用 0-65535 之间的整数,用于标识

不同的应用程序

每个网络程序都会至少有一个端口号

Socket 含义:

Socket 称为“套接字”,是计算机之间通信的一种约定或

一种方式,通过 Socket 这种约定,一台计算机可以接收其他

计算机的数据,也可以向其他计算机发送数据。

每一个客户端都使用一个 Socket 对象表示,服务器端使

用 ServerSocket 等待客户端的连接。

2TCP 和 UDP 协议的区别:

TCP(transfer control protocol):一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议

特点

1) 面向连接

2) 点到点的通信

3) 高可靠性:三次握手

4) 占用系统资源多、效率低

UDP(User DatagramProtocol )一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

特点:

1) 非面向连接,传输不可靠,可能丢失

2) 发送不管对方是否准备好,接收方收到也不确认

3) 数据报的大小限制在 64k 内

4) 非常简单的协议,开销小

TCP 协议数据传递细节:

1TCP 通信原理:

服务器创建 ServerSocket,在指定端口监听并处理请求客户端创建 Socket,向服务器发送请求


UDP 协议数据传递细节

UDP 协议数据传递细节

1) 不需要利用 IO 流实现数据的传输

2) 每个数据发送单元被统一封装成数据包的方式,发送方将

数据包发送到网络中,数据包在网络中去寻找他的目的地。

3) DatagramSocket:用于发送或接收数据包

4) DatagramPacket:数据包


InetAddress 类:封装计算机的 IP 地址,不包含端口号

常用方法:


InetSocketAddress 类:

此类用于实现 IP 套接字地址 (IP 地址+端口号),用于socket 通信


URL 类:

URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符,由 4 部分组成:协议 、存放资源的主机

域名、端口号和资源文件名

URL 是指向互联网“资源”的指针资源可以是简单的文件或目录,也可以是对更为复杂的对

象的引用,例如对数据库或搜索引擎的查询。

URL 类常用方法:


openStream()方法

打开到此 URL 的连接并返回一个用于从该连接读入的InputStream

基于 TCP 协议的 Socket 编程_双向通信_实现单次请求与响应:

传输示意图:


步骤:客户端:


服务器端:


代码如下:

结果:

基于 TCP 协议的 Socket 编程_双向通信_实现模拟用户登录

双向通信_用户登录示意图:


代码如下:


结果:

基于 TCP 协议的 Socket 编程_聊天室_客户端多线程:

单次聊天的缺点:只能客户端先发送数据,然后才能接收数据,如果不发就收不到,(接收和发送是在一个线程中实现的)不符合实际情况

解决方案:(1)多次聊天可以使用循环来解决

                  (2)先发后收的问题可以使用线程来解决,一个接收数据的线程,一个发送数据的线程

单个客户端与服务器端多次通信:


基于 TCP 协议的 Socket 编程_聊天室_群聊:


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