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    zhouyu的博客:网络编程笔记&UDP协议案例&TCP协议案例

    作者:[db:作者] 时间:2021-09-07 19:08

    一、网络编程入门:

    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
    网络编程: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间可以进行数据交换
    

    2.网络编程三要素:

    IP地址:
    	要想让网络中的计算机能够互相通信,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
    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的应用程序,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
    协议:
    	通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一个网络中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
    

    3.IP地址:

    IP地址:是网络中设备的唯一标识
    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地址采用二进制来表示,每个IP
    地址长32bit,也就是4个字节。因用二进制表示太长处理起来费劲,IP地址常被写成十进制的形式,中间采用符
    号"."分割不同的字节。IP地址的这种表示法叫做“点分十进制表示法”
    IPv6: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位一组,分成8组十进制数,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题
    常用命令:
    	ipconfig:查看本机IP地址
    	ping IP地址:检查网络是否连通
    

    4.InetAddress的使用:

    为了方便我们对IP地址的获取和操作而存在
    InetAddress:此类表示Internet协议(IP)地址
    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
    

    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到65535。其中,0到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
    

    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 Datagram 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,即当一台计算机向另一
    	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协议消耗资源小,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
    	例如视频会议通常采用UDP协议,因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包,也不会对接收结果产生太大的
    	影响。但是在使用UDP协议传输数据时,由于UDP的面向无连接性,不能保证数据的完整性,因此在传输重要
    	数据时不建议使用UDP协议
    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,即数据传输之前,在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,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
    	务器端发出连接请求,每次连接的创建都需要经过“三次握手”
    	三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠
    	第一次握手:客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认
    	第二次握手:服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求
    	第三次握手:客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接
    	完成三次握手,连接建立后,客户端和服务器端就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性,TCP
    	协议可以保证传输数据的安全,所以应用十分广泛。例如上传文件、下载文件、浏览网页等
    

    二、UDP通信程序:

    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Socket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.UDP发送数据:

    1)创建发送端的Socket对象(DatagramSocket)
    	DatagramSocket()
    2)创建数据,并把数据打包
    	DatagramPacket(byte[] buf,int length,InetAddress,int port)
    3)调用DatagramSocket对象的方法发送数据
    	void send(DatagramPacket p)
    4)关闭发送端
    	void close()
    
    package network;
    
    import java.io.BufferedReader;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStreamReader;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.InetAddress;
    
    public class Send2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String line;
            while((line = br.readLine()) != null) {
                if("886".equals(line)){
                    break;
                }
    
                byte[] bys = line.getBytes();
    
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("222.24.28.113"), 12345);
    
                ds.send(dp);
            }
            ds.close();
        }
    }
    
    

    3.UDP接收数据:

    1)创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)
    	DatagramSocket(int port)
    2)创建一个数据包,用于接收数据
    	DatagramPacket(byte[] buf,int length)
    3)调用DatagramSocket对象的方法接收数据
    	void receive(DatagramPacket p)
    4)解析数据包,并把数据在控制台显示
    	byte[] getData()
    	int getLength()
    5)关闭接收端
    	void close()
    
    package network;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    
    public class Receive2 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345);
            while(true) {
                byte[] bys = new byte[1024];
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);
    
                ds.receive(dp);
                System.out.println("数据是:" + new String(dp.getData(), 0, dp.getLength()));
    
            }
        }
    }
    
    

    三、TCP通信程序:

    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的网络链路进行通信
    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产生IO流来进行网络通信
    Java为客户端提供了Socket类,为服务端提供了ServerSocket类
    

    2.TCP发送数据:

    1)创建客户端的Socket对象(Socket)
    	Socket(String host,int port)
    2)获取输出流,写数据
    	OutputStream  getOutputStream()
    3)释放资源
    	void close()
    
    package network;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    
    public class ClientDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
    //        Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("222.24.28.113"),10000);
            Socket s = new Socket("222.24.28.113",10000);
            OutputStream os = s.getOutputStream();
            os.write("hello".getBytes());
            s.close();
        }
    }
    
    

    3.TCP接收数据:

    1)创建服务器端的Socket对象(ServerSocket)
    	ServerSocket(int port)
    2)监听客户端连接,返回一个Socket对象
    	Socket accept()
    3)获取输入流,读数据,并把数据显示在控制台
    	InputStream getInputStream()
    4)释放资源
    	void close()
    
    package network;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class ServerDemo {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
    
            Socket s = ss.accept();
            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);
    
            ss.close();
    
        }
    }
    
    

    4.TCP通信程序练习1:

    客户端:发送数据,接收服务器反馈
    服务器:接收数据,给出反馈
    

    客户端

    package network;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    
    public class ClientDemo1 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建客户端的Socket对象
            Socket s = new Socket("222.24.28.113",10000);
    
            //获取输出流,写数据
            OutputStream os = s.getOutputStream();
            os.write("hello".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

    package network;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    
    public class ServerDemo1 {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            //创建服务器端的Socket对象
            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,并显示在控制台
            InputStream is = s.getInputStream();
            byte