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网络编程三要素
IP
IPv4
InetAddress类
端口号
协议
UDP协议
UDP协议发送数据
UDP协议接收数据
UDP的三种通信方式(代码实现)
TCP协议
TCP通信程序
三次握手和四次挥手
练习
1、客户端:多次发送数据服务器:接收多次接收数据#xff0c;并打印
2、客户端…目录
网络编程三要素
IP
IPv4
InetAddress类
端口号
协议
UDP协议
UDP协议发送数据
UDP协议接收数据
UDP的三种通信方式(代码实现)
TCP协议
TCP通信程序
三次握手和四次挥手
练习
1、客户端:多次发送数据服务器:接收多次接收数据并打印
2、客户端:发送一条数据接收服务端反馈的消息并打印
服务器:接收数据并打印再给客户端反馈消息
3、客户端:将本地文件上传到服务器。接收服务器的反馈。服务器:接收客户端上传的文件上传完毕之后给出反馈。 什么是网络编程?
在网络通信协议下不同计算机上运行的程序进行的数据传输。
常见软件架构有哪些?
CS/BS
通信的软件架构CS\BS的各有什么区别和优缺点
CS:客户端服务端模式需要开发客户端
BS:浏览器服务端模式不需要开发客户端,
CS:适合定制专业化的办公类软件如:IDEA、网游
BS:适合移动互联网应用可以在任何地方随时访问的系统 C/SClient/Server架构是一种分布式计算模型其中客户端和服务器分别承担不同的功能和责任。客户端是面向用户的界面和应用程序负责向用户提供交互界面和功能。服务器则负责处理客户端发送的请求进行数据处理和存储并将处理结果返回给客户端。
B/SBrowser/Server架构也是一种分布式计算模型类似于c/s架构。不同之处在于b/s架构中的客户端是基于浏览器的Web应用程序通过浏览器访问Web服务器上的应用程序。服务器处理客户端请求并将结果通过Web页面返回给客户端。
总体而言c/s架构适用于需要实现复杂业务逻辑和功能的应用程序而b/s架构适用于面向广大用户的Web应用程序。
网络编程三要素
IP设备在网络中的地址是唯一的标识。
端口号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、TCP、http、https、ftp。
IP
全称:Internet Protocol是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IPv4、IPv6
IPv4
全称:Internet Protocol version4互联网通信协议第四版
采用32位地址长度分成4组
网际协议版本4IPv4是互联网通信中应用最广泛的网络协议之一它负责将数据包从源头发送到目的地。IPv4使用32位地址格式能够提供约43亿个独立的地址。这些地址被用于在互联网上唯一标识每个网络设备如计算机、手机或其他终端设备。
IPv4的核心功能包括无连接的数据传输和最大努力交付。无连接意味着在数据传输之前不需要建立持久的连接状态。每个数据包都是独立处理并路由至目标地址。最大努力交付则表明该协议尽力将数据包传送到目的地但不保证所有数据包均能成功到达也不保证它们会按顺序到达。这些特性需要由更高层的协议如传输控制协议TCP来加以管理和修正。
IPv4的设计和结构对其普及和功能至关重要。IPv4数据包包含一个固定长度的头部通常为20字节后面可跟随可选的扩展部分。固定头部包括多个字段如版本号、首部长度、总长度、标识、标志、片偏移、生存时间TTL、协议、首部校验和、源地址和目的地址等。这些字段共同确保了数据包的正确传输及其优先级、路由和错误校验。
由于IPv4地址的枯竭问题互联网社区早在1990年代就开始研究替代方案。最终网际协议版本6IPv6被开发出来以解决地址空间不足的问题。IPv6使用128位地址格式可以提供近乎无限的地址空间。尽管IPv6在技术上解决了IPv4的许多限制但由于技术升级和迁移的复杂性IPv6的普及速度相对较慢。
总结来说IPv4作为互联网的基础协议虽然存在一些限制但它在过去几十年里成功地支撑了互联网的迅猛发展。然而随着IPv4地址的耗尽和互联网需求的不断增长向IPv6的过渡已成为不可逆转的趋势。未来IPv6可能会完全取代IPv4成为互联网通信的主流协议。
InetAddress类
static InetAddress getByName(string host) 确定主机名称的IP地址主机名称可以是机器名称也可以是IP地址 String getHostName() 获取此IP地址的主机名 String getHostAddress() 返回文本显示中的IP地址字符串
package InetAddress24_6_21;import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;public class InetAddressDemo1 {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//1.获取InetAddress的对象// IP的对象 一台电脑的对象InetAddress addressInetAddress.getByName(努力敲代码的小火龙);System.out.println(address);String name address.getHostName();System.out.println(name);String ip address.getHostAddress();System.out.println(ip);}
}端口号
应用程序在设备中唯一的标识。
端口号:由两个字节表示的整数取值范围: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
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
OSI参考模型和TCP/IP参考模型是网络通信中常用的两种参考模型用于描述计算机网络中不同层次的协议和功能。两种参考模型的各层对应的协议如下
OSI参考模型的七层对应协议 1. 物理层主要负责传输比特流按照电气、光学或者机械方式传送信号。没有具体的协议对应。 2. 数据链路层主要负责将比特流分成具有特定意义的帧并进行错误检测和纠正。常用的协议有以太网Ethernet和无线局域网Wi-Fi。 3. 网络层主要负责将数据包从源主机传输到目标主机包括寻址、路由选择和包分片等功能。常用的协议有Internet协议IP。 4. 传输层主要负责提供端到端的可靠数据传输包括流量控制和拥塞控制等功能。常用的协议有传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。 5. 会话层主要负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。没有具体的协议对应。 6. 表示层主要负责处理数据的表示和转换确保不同主机上的应用程序能够解释和理解数据的意义。没有具体的协议对应。 7. 应用层最上层的应用程序直接面向用户并提供特定的网络服务例如电子邮件SMTP、文件传输FTP和域名系统DNS等。
TCP/IP参考模型的四层对应协议 1. 网络接口层网络接入层主要负责将数据链路层的帧封装为IP数据包并进行物理传输。常用的协议有以太网Ethernet和无线局域网Wi-Fi。 2. 网际层互联网层主要负责将数据包从源主机传输到目标主机包括寻址、路由选择和包分片等功能。常用的协议有Internet协议IP。 3. 传输层主要负责提供端到端的可靠数据传输包括流量控制和拥塞控制等功能。常用的协议有传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP。 4. 应用层最上层的应用程序直接面向用户并提供特定的网络服务例如电子邮件SMTP、文件传输FTP和域名系统DNS等。
需要注意的是TCP/IP参考模型的网络接口层对应了OSI参考模型的物理层和数据链路层。因此TCP/IP参考模型只有四层而OSI参考模型有七层。
UDP协议
用户数据报协议(User Datagram Protocol) UDP是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
UDP协议发送数据
package UDPDemo;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//发送数据//创建Datagramsocket对象//绑定端口以后我们就是通过这个端口往外发送// 空参:所有可用的端口中随机一个进行使用// 有参:指定端口号进行绑定DatagramSocket dsnew DatagramSocket();//打包数据String strhello world;byte[] bytesstr.getBytes();InetAddress addressInetAddress.getByName(127.0.0.1);int port10086;//数据打包DatagramPacket dpnew DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);//发送数据ds.send(dp);//释放资源ds.close();}
}UDP协议接收数据
package UDPDemo;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;public class ReceiveMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1.创建Datagramsocket对象(快递公司)//在接收的时候一定要绑定端口//而且绑定的端口一定要跟发送的端口保持一致DatagramSocket dsnew DatagramSocket(10086);//接收数据包byte[] bytesnew byte[1024];DatagramPacket dpnew DatagramPacket(bytes,bytes.length);//该方法是阻塞的程序执行到这一步的时候会在这里死等等发送端发送消息ds.receive(dp);//解析数据包byte[] datadp.getData();int lendp.getLength();InetAddress addressdp.getAddress();int portdp.getPort();System.out.println(接收到数据new String(data,0,len));System.out.println(这个数据是从address这台电脑中的port这个端口发出的);//释放资源ds.close();}
}先运行接收端再运行发送端 UDP的三种通信方式(代码实现)
单播
之前的代码就是单播
组播
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
三个接收端
package UDPDemo2;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;public class ReceiveMessageDemo3 {public static void main(String[] args) throws IOException {MulticastSocket msnew MulticastSocket(10000);//将当前本机添加到224.0.0.1的这一组当中InetAddress addressInetAddress.getByName(224.0.0.1);ms.joinGroup(address);//接收数据包byte[] bytesnew byte[1024];DatagramPacket dpnew DatagramPacket(bytes,bytes.length);ms.receive(dp);//解析数据包byte[] datadp.getData();int lendp.getLength();int portdp.getPort();System.out.println(这个数据是从address这台电脑中的port这个端口发出的,发出的数据为new String(data,0,len));//释放资源ms.close();}
}发送端
package UDPDemo2;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.MulticastSocket;public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {MulticastSocket msnew MulticastSocket();//打包数据String strhello world;byte[] bytesstr.getBytes();InetAddress addressInetAddress.getByName(224.0.0.1);int port10000;//数据打包DatagramPacket dpnew DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);//发送数据ms.send(dp);//释放资源ms.close();}
}广播
广播地址:255.255.255.255
package UDPDemo;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//发送数据//创建Datagramsocket对象//绑定端口以后我们就是通过这个端口往外发送// 空参:所有可用的端口中随机一个进行使用// 有参:指定端口号进行绑定DatagramSocket dsnew DatagramSocket();//打包数据String strhello world;byte[] bytesstr.getBytes();InetAddress addressInetAddress.getByName(255.255.255.255);int port10086;//数据打包DatagramPacket dpnew DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);//发送数据ds.send(dp);//释放资源ds.close();}
}TCP协议
传输控制协议TCP(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。
TCP通信程序
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I0流来进行网络通信
客户端
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
package TCPDemo;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建Socket对象// 在创建对象的同时会连接服务端,如果连接不上代码会报错Socket socketnew Socket(127.0.0.1,10001);//可以从连接通道中获取输出流OutputStream ossocket.getOutputStream();//写出数据os.write(你好你好.getBytes());//释放资源os.close();socket.close();}
}服务器
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()
package TCPDemo;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建对象ServerSockerServerSocket ssnew ServerSocket(10001);//监听客户端的链接Socket socketss.accept();//从连接通道中获取输入流读取数据InputStream issocket.getInputStream();InputStreamReader isrnew InputStreamReader(is);int b;while ((bisr.read())!-1){System.out.println((char)b);}//释放资源socket.close();ss.close();}
}三次握手和四次挥手
三次握手Three-way Handshake和四次挥手Four-way Fin-Wait-RST是TCP协议中建立和终止连接的过程。
1. 三次握手
三次握手是指在TCP连接建立过程中客户端和服务器端需要进行三次报文交换以确保双方的发送和接收能力都正常。具体过程如下
a) 客户端向服务器端发送一个带有SYN标志的报文表示请求建立连接。
b) 服务器端收到客户端的SYN报文后会回复一个带有SYN和ACK标志的报文表示同意建立连接。
c) 客户端收到服务器端的SYNACK报文后会回复一个带有ACK标志的报文表示连接已建立。
2. 四次挥手
四次挥手是指在TCP连接终止过程中客户端和服务器端需要进行四次报文交换以确保双方的数据都已经被对方接收并处理完毕。具体过程如下
a) 客户端向服务器端发送一个带有FIN标志的报文表示请求终止连接。
b) 服务器端收到客户端的FIN报文后会回复一个带有ACK标志的报文表示已经收到了客户端的终止请求。
c) 服务器端在处理完所有数据后向客户端发送一个带有FIN标志的报文表示同意终止连接。
d) 客户端收到服务器端的FIN报文后会回复一个带有ACK标志的报文表示连接已终止。
练习
1、客户端:多次发送数据 服务器:接收多次接收数据并打印
客户端
package Test1;import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socketnew Socket(127.0.0.1,10001);Scanner scnew Scanner(System.in);OutputStream ossocket.getOutputStream();while (true){System.out.println(请输入数据);String strsc.nextLine();//退出方法if(886.equals(str)){break;}//写出数据os.write(str.getBytes());}//释放资源}
}服务器
package Test1;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ssnew ServerSocket(10001);//等待客户端来连接Socket socket ss.accept();//读取数据InputStream issocket.getInputStream();InputStreamReader isrnew InputStreamReader(is);int b;while ((bisr.read())!-1){System.out.print((char) b);}//释放资源socket.close();ss.close();}
}2、客户端:发送一条数据接收服务端反馈的消息并打印
服务器:接收数据并打印再给客户端反馈消息
客户端
package Test2;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socketnew Socket(127.0.0.1,10001);//写出数据String str你好呀;OutputStream os socket.getOutputStream();os.write(str.getBytes());//写出结束标记socket.shutdownOutput();//接收服务端的回写数据InputStream issocket.getInputStream();InputStreamReader isrnew InputStreamReader(is);int b;while ((bisr.read())!-1){System.out.print((char) b);}//释放资源socket.close();}
}服务端
package Test2;import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ssnew ServerSocket(10001);//等待客户端链接Socket socket ss.accept();//从socket中获取输入流读取数据InputStream is socket.getInputStream();InputStreamReader isrnew InputStreamReader(is);int b;while ((bisr.read())!-1){System.out.print((char)b);}//回写数据String strhello;OutputStream os socket.getOutputStream();os.write(str.getBytes());//释放资源socket.close();ss.close();}
}3、客户端:将本地文件上传到服务器。接收服务器的反馈。 服务器:接收客户端上传的文件上传完毕之后给出反馈。
客户端
package Test3;import java.io.*;
import java.net.Socket;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socketnew Socket(127.0.0.1,10001);//读取本地文件中的数据,并写到服务器当中BufferedInputStream bisnew BufferedInputStream(new FileInputStream(E:\\java\\net\\clientdir\\a.jpg));BufferedOutputStream bosnew BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());byte[] bytesnew byte[1024];int len;while ((lenbis.read(bytes))!-1){bos.write(bytes,0,len);}bos.flush();//往服务器写出的结束标记socket.shutdownOutput();//接收服务器的回写数据BufferedReader brnew BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));String line br.readLine();System.out.println(line);//释放资源socket.close();}
}服务端
package Test3;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket ssnew ServerSocket(10001);//等待客户端链接Socket socket ss.accept();//读取数据并保存到本地文件中BufferedInputStream bisnew BufferedInputStream(socket.getInputStream());BufferedOutputStream bosnew BufferedOutputStream(new FileOutputStream(E:\\java\\net\\serverdir\\a.jpg));int len;byte[] bytesnew byte[1024];while ((lenbis.read())!-1){bos.write(bytes,0,len);}bos.flush();//回写数据BufferedWriter bwnew BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));bw.write(上传成功);bw.newLine();bw.flush();//释放资源socket.close();ss.close();}
}这一期就到这里啦
努力遇见更好的自己
