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网络编程

网络编程入门

软件结构

  • C/S结构：客户端/服务器结构
  • B/S结构：浏览器/服务器结构

网络通信协议

  • 网络通信协议：在计算机网络中连接和通信的规则称为网络通信协议
  • TCP/IP协议：传输互联协议/因特网互联协议是最基本最广泛的协议

协议分类

  • UDP协议：用户数据报协议，是一个面向无连接的协议，消耗资源小、通信效率高，一般用于音频视频和普通数据的传输，不能保证数据的完整性

    特点：数据被限制在64kb以内

  • TCP协议：传输控制协议，是一个面向连接的通信协议，先建立逻辑连接再发送数据，提供了可靠无差错的数据传输

    创建连接需要“三次握手”

    1. 客户端向服务端发送连接请求，等待服务器确认
    2. 服务端向客户端回应一个响应，通知客户端收到请求
    3. 客户端再次向服务端发送确认信息，确认连接

    通过三次握手可以保证数据传输的安全，一般用于文件上传、文件下载、网页浏览等

网络编程三要素

  1. 协议

    计算机网络通信中必须遵守的规则

  2. IP地址

    互联网的协议地址，是计算机在一个网络中唯一的编号

  • IPv4：32位的二进制数，通常被分为4个字节0-255之间的十进制整数

  • IPv6：128位的二进制数，通常被分为8组十六进制数

    本机ip地址：127.0.0.1、localhost

  1. 端口号

    用两个字节表示的整数，可以唯一标识设备中的进程，范围是0-65535

    1024之前的端口号用于知名的网络服务和应用

TCP通信程序

通信步骤

  1. 服务端程序需要事先启动，等待客户端连接
  2. 客户端主动连接服务器端，连接成功才能通信

在Java中，客户端使用java.net.Socket类，服务端使用java.net.ServerSocket类

注意：

  1. 多个客户端同时和服务端交互，服务端必须明确和哪个客户端进行交互
  2. 多个客户端同时和服务端交互，就需要使用多个IO流对象（获取到客户端的Socket，使用客户端的IO流进行交互）

Socket类

java.net.Socket类实现客户端套接字

  1. 构造方法

    Socket(String host, int port):创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

  2. 成员方法

    OutputStream getOutputStream()：返回此套接字的输出流

    InputStream getInputStream()：返回此套接字的输入流

    void close()：关闭此套接字

  3. 实现步骤

    （1）创建一个客户端对象Socket，构造方法中指定服务器的ip地址和端口号

    （2）使用Socket对象中的方法getOutputStream获取网络字节输出流对象

    （3）使用网络字节输出流对象的write方法给服务器发送数据

    （4）使用Socket对象中的方法getInputStream获取网络字节输入流对象

    （5）使用网络字节输入流对象的read方法读取服务器回写的数据

    （6）释放资源（close）

  4. 注意：

    （1）客户端和服务端进行交互，必须使用Socket中提供的网络流，不能使用自己创建的流对象

    （2）当客户端创建Socket对象时就会请求服务器

ServerSocket类

java.net.ServerSocket类实现服务端套接字

  1. 构造方法

    ServerSocket(int port)：创建绑定到特定端口号的服务器套接字

  2. 成员方法

    Socket accept()：监听并接受到此套接字的连接

  3. 实现步骤

    （1）创建一个服务端对象ServerSocket，构造方法中指定端口号

    （2）使用ServerSocket对象中的方法accpet获取请求的客户端Socket对象

    （3）使用Socket对象中的方法getInputStream获取网络字节输入流对象

    （4）使用网络字节输入流对象的read方法读取客户端发送的数据

    （5）使用Socket对象中的方法getOutputStream获取网络字节输出流对象

    （6）使用网络字节输出流对象的write方法给客户端回写数据

    （6）释放资源（close）

UDP通信程序

作者：意识流丶 链接：https://www.jianshu.com/p/0a1f8fe54ee1 来源：简书 著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

UDP协议（用户数据报协议）是无连接的、不可靠的、无序的，速度快

进行数据传输时，首先将要传输的数据定义成数据报（Datagram），大小限制在64k，在数据报中指明数据索要达到的Socket（主机地址和端口号），然后再将数据报发送出去

DatagramPacket类：表示数据报包

DatagramSocket类：进行端到端通信的类

  • 服务器端实现步骤
    1. 创建DatagramSocket，指定端口号
    2. 创建DatagramPacket
    3. 接受客户端发送的数据信息
    4. 读取数据
public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 接收客户端发送的数据
         */
        //1.创建服务器端DatagramSocket，指定端口
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket(8800);
        //2.创建数据报，用于接收客户端发送的数据
        byte[] data =new byte[1024];//创建字节数组，指定接收的数据包的大小
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data, data.length);
        //3.接收客户端发送的数据
        System.out.println("****服务器端已经启动，等待客户端发送数据");
        socket.receive(packet);//此方法在接收到数据报之前会一直阻塞
        //4.读取数据
        String info=new String(data, 0, packet.getLength());
        System.out.println("我是服务器，客户端说："+info);

        /*
         * 向客户端响应数据
         */
        //1.定义客户端的地址、端口号、数据
        InetAddress address=packet.getAddress();
        int port=packet.getPort();
        byte[] data2="欢迎您!".getBytes();
        //2.创建数据报，包含响应的数据信息
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2, data2.length, address, port);
        //3.响应客户端
        socket.send(packet2);
        //4.关闭资源
        socket.close();
    }
}
  • 客户端实现步骤
    1. 定义发送信息
    2. 创建DatagramPacket，包含将要发送的信息
    3. 创建DatagramSocket
    4. 发送数据
public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        /*
         * 向服务器端发送数据
         */
        //1.定义服务器的地址、端口号、数据
        InetAddress address=InetAddress.getByName("localhost");
        int port=8800;
        byte[] data="用户名：jinbin;密码：1997".getBytes();
        //2.创建数据报，包含发送的数据信息
        DatagramPacket packet=new DatagramPacket(data, data.length, address, port);
        //3.创建DatagramSocket对象
        DatagramSocket socket=new DatagramSocket();
        //4.向服务器端发送数据报
        socket.send(packet);

        /*
         * 接收服务器端响应的数据
         */
        //1.创建数据报，用于接收服务器端响应的数据
        byte[] data2=new byte[1024];
        DatagramPacket packet2=new DatagramPacket(data2, data2.length);
        //2.接收服务器响应的数据
        socket.receive(packet2);
        //3.读取数据
        String reply=new String(data2, 0, packet2.getLength());
        System.out.println("我是客户端，服务器说："+reply);
        //4.关闭资源
        socket.close();
    }
}