Java基础-- 网络编程


                                                                 第一讲:概述

一、 OSI参考模型和TCP/IP参考模型

Java基础-- 网络编程_第1张图片

  开发处于传输层和网际层,应用层为:FTPHTTP协议等,传输层为:UDPTCP等,网际层为:IP。通常用户操作的是应用层,而编程人员需要做的是传输层和网际层,用户在应用层操作的数据,经过逐层封包,最后到物理层发送到另一个模型中,再进行逐层解包,图示为:


、网络通信三要素IP地址,端口号,传输协议

AIP地址

        a、它是网络中的设备标识

        b、不易记忆,可用主机名表示,两者存在映射关系

IP地址:java中对应的是InetAddress类,存在于java.net包中。

InetAddress类:无构造函数,可通过getLocalHost()方法获取InetAddress对象,此方法是静态的,返回本类对象。

        InetAddress i = InetAddress.getLocalHost();

      2.方法:

          1static InetAddress getByName(String host):获取指定主机的IP和主机名。(最好用ip地址去获取,主机名需要解析)

          2static InetAddress[] getAllByName(String host):在给定主机名的情况下,根据系统上配置的名称服务返回IP地址所组成的数组。返回对象不唯一时,用此方法。

          3String getHostAddress():返回IP地址字符串文本形式,以IP地址为主。

          4String getHostName():返回IP地址主机名。

      3.如何获取任意一台主机的IP地址对象:

          1)功能:返回InetAddress对象

          2)对于任意主机,需要指定传入主机名的参数。

InetAddress i=InetAddress.getLocalHost();//获取本类对象
     String ip=i.getHostAddress();//获取本地IP
     String name=i.getHostName();//获取本机名字
     System.out.println(ip+name);

B、端口号:

        a、用于标识进程的逻辑地址,不用进程的标识。

        b、有效端口:0 ~65535,系统使用或保留的端口是:0~ 1024

                                                                                               第二讲:传输协议

1.概念

        即通信规则,包含TCPUDP协议。

2.UDP

        是面向无连接,明确了对方的端口,无论在不在网上,只管传输,不在就会丢失数据。只求速度,应用于网络视频会议和聊天等应用程序中。

协议特点:

         a、面向无连接,即将数据及源和目的封装成数据包中,不建立链接的发送

         b、每个数据包的大小限制在64K之内

         c、因无连接,是不可靠的协议

         d、不建立连接,速度快。

        方法:

        1)创建 UDPSocket发送服务对象:

              DatagramSocket(),不指定端口。DatagramSocket(int port),指定端口。

        2)发送:void send(DatagramPacket p)

        3)接收:void receive(DatagramPacket p)

步骤:

          1)发送数据:

           a、建立UDPSocket服务,在此无需指定端口,也可以将端口加入。

           b、提供数据,并将数据封装到数据包中。

           c、通过socket服务的发送功能,将数据包发送出去。

           d、关闭资源。

        2)接收数据:

           a、定义UDPSocket服务。通常会监听一个端口,其实就是给这个接收网路应用程序定义数字标识,方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。

           b、定义一个数据包,用来存储接收到的字节数据,因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。

           c、通过socket服务的receive方法接收到的数据存入已定义好的数据包中。

           d、通过数据包对象的特有功能,将这些不同的数据取出,打印在控制台上。

           e、关闭资源。

        在定义接收数据的方法中,仍会在DatagramSocket构造函数中传入DatagramPacket的参数,这是因为收到的数据太多,需要解析,通过将数据封装成对象,易于解析,所以需要传入参数。

注意:

        1、发送端与接收端是两个独立的运行程序。

        2、在发送端,要在数据包对象中明确目的地IP及端口。

        3、在接收端,要指定监听的端口。

 //需求:应用UDP协议,将键盘录入的数据发给接收端
	//UDP发送端
	public static void main(String[] args) throws IOException {
     DatagramSocket ds=new DatagramSocket();//创建Socket服务
     DatagramPacket dp=null;
     BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
     String len=null;//定义一个对象,用于接受数据
     while((len=br.readLine())!=null){
    	byte[] buf=len.getBytes();
    	//获得数据的内容,IP地址和端口号
    	dp=new DatagramPacket(buf, buf.length,InetAddress.getByName("172.16.29.25"),3000);
    	ds.send(dp);//通过Socket服务,将数据发送出去。
    	if("over".equals(len)){
    		break;
    	}	
     }
     ds.close();//关闭流
  }
}
//UDP接收端
	public static void main(String[] args) throws IOException {
     DatagramSocket ds=new DatagramSocket(3000);//创建Socket服务,指定端口
     while(true){
    	 byte[] b=new byte[1024];
    	 DatagramPacket dp=new DatagramPacket(b, b.length);
    	 //接受数据
    	 ds.receive(dp);
    	 //解析数据包中的内容
    	 String ip=dp.getAddress().getHostAddress();
    	 String text=new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
    	 System.out.println(ip+": "+text);
     }  
     ds.close();//关闭流
	}
}

3.TCP

        是面向连接的,必须连接成功才能传输数据,应用于下载等程序上。

       1.协议特点:

         a、面向连接,在建立连接后,形成传输数据的通道

         b、在连接中进行大数据量的传输

         c、通过三次握手完成连接,是可靠的协议

         d、必须建立连接,效率稍慢

三次握手:第一次本方发送请求,第二次对方确认连接,第三次本方再次确认连接成功。

2.方法:

        1)创建客户端对象:

              Socket():创建空参数的客户端对象,一般用于服务端接收数据

              Socket(String host,int port),指定要接收的IP地址和端口号

        2)创建服务端对象:ServerSocket(int port):指定接收的客户端的端口

        3Socket accept():监听并接受到此套接字的连接

        4void shutdownInput():此套接字的输入流至于“流的末尾”

        5void shutdownOutput():禁用此套接字的输出流

        6InputStream getInputStream():返回此套接字的输入流,Socket对象调用

        7OutputStream getOutputStream():返回套接字的输出流,Socket对象调用

3、基本思路

客户端:

        1)客户端需要明确服务器的ip地址以及端口,这样才可以去试着建立连接,如果连接失败,会出现异常。

        2)连接成功,说明客户端与服务端建立了通道,那么通过IO流就可以进行数据的传输,而Socket对象已经提供了输入流和输出流对象,通过getInputStream(),getOutputStream()获取即可。

        3)与服务端通讯结束后,关闭Socket

服务端:

        1)服务端需要明确它要处理的数据是从哪个端口进入的。

        2)当有客户端访问时,要明确是哪个客户端,可通过accept()获取已连接的客户端对象,并通过该对象与客户端通过IO流进行数据传输。

        3)当该客户端访问结束,关闭该客户端。

4、步骤

客户端:

        通过查阅Socket对象的API文档,发现在该对象在建立时,就可去连接指定主机,因为TCP是面向连接的,所以在建立Socket服务时,就要有服务端存在,并连接成功,形成通路后,再通过该通道进行数据的传输。

         1)创建Socket服务,并指定要连接的主机端口。通路一建立,就会产生Socket流(包括输入流和输出流),通过方法获取

         2)为了发送数据,应获取Socket中的输出流,如果要接收服务端的反馈信息,还需要获取Socket的输入流

         3)通过输出流的write()方法将要发送的数据写入到流中

         4)关闭Socket流资源

服务端:

        服务器套接字等待请求通过网络传入。它基于该请求执行某些操作,然后可能向请求者返回结果。需监听一个端口。

         1)建立服务端的Socket服务,并监听一个端口。通过ServerSocet带端口参数的构造函数

         2)获取连接过来的客户对象,通过ServerSocketaccept()方法,此方法是阻塞式的,如果服务端没有连接到就会一直等待

         3)客户端如果发过来数据,则服务端要使用对应的客户端对象,并获取到该客户端对象的读取流读取发过来的数据,并输出到指定目的地。

         4)关闭服务端(可选)。一般服务端是常开的,因为在实际应用中,随时有客户端在请求连接和服务。但这里需要定时关闭客户端对象流,避免某一个客户端长时间占用服务器端。

程序示例一:

*
 * 需求:建立一个文本转换服务器                
 * 客户端给服务端发送文本,服务端会将文本转成大写再返回给客户端。              
 * 而且客户端可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时,转换结束。              
 * 步骤:
 * 1.创建Socket服务
 * 2.创建输入流读取键盘输入的数据
 * 3.创建Sokcet输出流,将读取到的数据发给服务器
 * 4.创建Socket输入流,读取服务端发过来的大写数据
 * 5.关流
 */
public class Client {
            
	public static void main(String[] args) throws IOException, IOException {
		//创建Socket服务
    Socket s=new Socket("127.0.0.1",1000);
       //读取键盘数据,并装饰
    BufferedReader bufr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
       //获取Socket输出流,将数据发给服务端
    PrintWriter pw=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
    //获取输入流,接受从服务端发过来的数据
   BufferedReader bfin=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
    String line=null;
    while((line=bufr.readLine())!=null){
    	if("end".equals(line))
    		break;
    		pw.println(line);
    		String upper=line.toUpperCase();//转换成大写
    		System.out.println(upper);
    }
    s.close();
	}
}
public class Server {
  //TCP服务端
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//创建Socket服务
    ServerSocket ss=new ServerSocket(1000);
    //获取连接过来的客户端对象
    Socket s=ss.accept();
    //获取客户端IP
    String ip=s.getInetAddress().getHostAddress();
    System.out.println(ip);
    //读取客户端发过来的数据
    BufferedReader bfin=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
    //将转换后的数据发给客户端
    PrintWriter pw=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
    String line=null;
    while((line=bfin.readLine())!=null){
    	System.out.println(line);
    	pw.println(line.toUpperCase());
    }
    s.close();
    ss.close();
	}
}

程序示例二:

 /*
      * 需求:向服务器上传一个文件,上传成功后,服务器返回一条信息
      */
	public static void main(String[] args) throws IOException, IOException {
	 //创建Socket服务
     Socket s=new Socket("127.0.0.1",1006);
     //定义读取流读取文件    
     BufferedReader br=new BufferedReader(new FileReader("D:\\qiao.txt"));
     //定义Socket输出流将读取到的文件传给服务器
     PrintWriter out=new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
     //定义Socket读取流读取服务器发过来的信息
     BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
     String line=null;
     while((line=br.readLine())!=null){
    	out.println(line);
    	 }
     s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1.  
     System.out.println(in.readLine());//打印服务器发回来的信息
     br.close();
     s.close();
     }
}
 //创建Socket服务
     ServerSocket ss=new ServerSocket(1006);
     //获取客户端对象
     Socket s=ss.accept();
     //读取客户端发过来的文件数据
     BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
     //定义文件存储位置
     BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream("D:\\day8.2.txt")));
     String line=null;
     while((line=br.readLine())!=null){
    	 bw.write(line);
    	 bw.flush();
    	 bw.newLine();
     }
     //定义Socket输出流,将成功信息返回给客户端
     BufferedWriter out=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        out.write("上传成功!");
        out.flush();
     s.close();
     ss.close();
    }
}

4.通信的步骤

        1)找到IP地址

        2)数据要发送到对象指定应用程序,为标识这些应用程序,所以给这些网络应用程序都用数字标识,为方便称呼这个数字,叫做端口,即逻辑端口。

        3)定义通信规则,称之为协议。国际组织定义了通用协议,即TCP/IP

5、URLURLConnection

1URL

        URI:范围更大,条形码也包含于此范围

        URL:范围较小,即域名

方法:

        1)构造函数:URL(String protocol,String host,int port,String file);根据指定 protocolhostport号和 file 创建 URL对象。

        2String getProtocol();获取协议名称

        3String getHost();获取主机名

        4int getPort();获取端口号

        5String getFile();获取URL文件名

        6String getPath();获取此URL的路径部分

        7String getQuery();获取此URL的查询部,客户端传输的特定信息

注:一般输入网址,是不带端口号的,此时可进行获取,通过获取网址返回的port,若port-1,则分配一个默认的80端口,如

        int port = getPort();

        if(port == -1)

              port = 80;

2URLConnection

方法:

        1URLConnection openConnection();URL调用此方法,返回一个 URLConnection 对象,它表示到 URL 所引用的远程对象的连接。

        2InputStream getInputStream();获取输入流

        3OutputStream getOutputStream();获取输出流


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