介绍
需求
- 如何准确地定位网络上一台或多台主机;
- 定位主机上的特定的应用
- 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输
目的
- 直接或间接地通过网络协议与其它计算机实现数据交换,进行通讯;
网络通信
网络:两台或多台设备通过一定物理设备连接起来构成网络;
网络通信:将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备;
java.net包提供一系列的类或接口,供程序员完成网络通信;
IP地址:InetAddress
IP地址:用于唯一标识网络中每台计算机/主机(通信实体)
查看IP地址命令: ipconfig
表达形式:
- 点分十进制:xx.xx.xx.xx
- 每个十进制的范围:0-255
组成:
- = 网络地址 + 主机地址
本机地址/本地回环地址(hostAddress):127.0.0.1
主机名(hostName):localhost
IP地址分类1
- IPV4 :存在网络资源有限问题;
- IPV6
IP地址分类2
- 公网地址(万维网使用)
- 私有地址(区域网使用): 192.168.开头的就是私有址址; 范围:192.168.0.0--192.168.255.255; 专门为组织机构内部使用。
域名:
域名:将ip地址映射成域名。(依据HTTP协议);例如www.baidu.com;
端口号
端口号: 标识正在计算机上运行的进程(程序); 不同的进程有不同的端口号
查看端口号
- Windows+R键 -->"运行"窗口 --> CMD -->命令提示窗口 -->netstat -na -->回车 --> 整个电脑的详细的端口信息
- 协议 -- 本地地址 -- 外部地址(客户端地址) -- 状态
- TCP对应所需要的端口号
- LISTENING
- 代表当前正处于监听状态
- ESTABLISHED
- 代表已建立连接,正处于通信状态
- IME_WAIT
- 代表已结束访问
- CLOSE_WAIT
- 代表等待从本地用户发来的连接中断请求
- netstat -na |more
- 分页显示
- netstat -nab |more
- 显示程序
表达形式
- 以整数形式,端口范围0~65535
- 2个字节
分类
- 公认端口; 0---1023; 被预先定义的服务通信占用; 例如:HTTP占80,FTP占21,Telnet占23,ssh占22;
- 注册端口: 1024---49151; 分配给用户进程或应用程序; 例如:Tomcat占用端口8080,MySQL占用端口3306,Oracle占用端口1521等;
- 动态/私有地址: 49152-65535。
网络协议
通信协议:对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准;
分层思想
- 最常用的复合方式是层次方式,即同层间可以通信、上一层可以调用下一层,而与再下一层不发生关系
- 制定协议时,把复杂成份分解成一些简单的成份,再将它们复合起来
- 各层互不影响,利于系统的开发和扩展
Socket套间字
特点
- 网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字;
- 通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点; 网络通信,即Socket间的通信。
- Socket允许程序把网络连接当成一个流,数据在两个Socket间通过IO传输。
- 一般主动发起通信的应用程序属客户端,等待通信请求的为服务端。
分类
- 流套接字(stream socket): 使用TCP提供可依赖的字节流服务;
- 数据报套接字(datagram socket): 使用UDP提供"尽力而为"的数据报服务;
InetAddress类
InetAddress类:用于管理Ip的类,没有构造器,为单例模式,根据静态的方法来返回该对象,具两个子类:Inet4Address、Inet6Address。
常用方法
public String getHostAddress()
- 获取主机的IP地址字符串(以文本表现形式)
public String getHostName()
- 获取主机的主机名
public boolean isReachable(int timeout)
- 测试是否可以达到该地址
public static InetAddress getLocalHost()
- 获取本地主机的 InetAddress 对象
public static InetAddress getByName(String host)
-
host:一个字符串形式的域名 或者IP地址
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;//InetAddress 类的使用
public class API_ {
public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//1. 获取本机的InetAddress 对象 InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost(); System.out.println(localHost);//LHY/172.16.91.246 //2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象 InetAddress host1 = InetAddress.getByName("LHY"); System.out.println("host1=" + host1);//LHY/172.16.91.246 //3. 根据域名返回 InetAddress对象, 比如 www.baidu.com 对应 InetAddress host2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com"); System.out.println("host2=" + host2);//www.baidu.com / 110.242.68.4 //4. 通过 InetAddress 对象,获取对应的地址 String hostAddress = host2.getHostAddress();//IP 110.242.68.4 System.out.println("host2 对应的ip = " + hostAddress);//110.242.68.4 //5. 通过 InetAddress 对象,获取对应的主机名/或者的域名 String hostName = host2.getHostName(); System.out.println("host2对应的主机名/域名=" + hostName); // www.baidu.com }
}
TCP编程
基于客户端---服务端的网络通信:
- 客户端: 自定义或浏览器
- 服务端: 自定义或Tomcat服务器
底层使用TCP/IP协议;
基于Socket的TCP编程;
场景:
- 客户端发送数据,服务端接受并显示控制台;
说明:
当客户端连接到服务端后,实际上客户端也通过一个端口和服务端进行通信,这个端口是TCP/IP来分配的,是不确定,是随机的;
字节流
需求1:使用字节流
编写一个服务端和一个客户端;
服务端在9999端口监听;
客户端连接到服务端,发送"hello,server",然后退出;
服务器端接收到 客户端发送的信息,输出,并退出
1. 服务端代码
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SocketTCP01Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
// 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
// 细节:这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口监听,等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时,程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接,则会返回Socket对象,程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度,显示内容.
}
//5.关闭流和socket
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();//关闭
}
}
2.客户端程序
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
public class SocketTCP01Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 连接服务端 (ip , 端口)
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功,返回Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后,生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流,写入数据到 数据通道
outputStream.write("hello, server".getBytes());
//4. 关闭流对象和socket, 必须关闭
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
//需求:
//1、编写一个服务端和一个客户端
//2、服务端在9999端口监听
//3、客户端连接到服务端,发送"hello,server",并接收服务端回发的"hello,client",再退出
//4、服务端接收到客户端发送的消息,输出并退出
1、服务端代码:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
//服务端在9999端口监听,并发送给客户端"hello,client"。
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP01Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
//细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
//细节:这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口监听,等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时,程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接,则会返回Socket对象,程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));//根据读取到的实际长度,显示内容.
}
//5. 获取socket相关联的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
outputStream.write("hello, client".getBytes());
// 设置结束标记
socket.shutdownOutput();
//6.关闭流和socket
outputStream.close();
inputStream.close();
socket.close();
serverSocket.close();//关闭
}
}
2.客户端代码:
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
// 客户端,发送 "hello, server" 给服务端,并接收服务端回发的"hello,client",再退出
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP02Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 连接服务端 (ip , 端口)
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功,返回Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后,生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流,写入数据到 数据通道
outputStream.write("hello, server".getBytes());
// 设置结束标记
socket.shutdownOutput();
//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字节),并显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int readLen = 0;
while ((readLen = inputStream.read(buf)) != -1) {
System.out.println(new String(buf, 0, readLen));
}
//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭
inputStream.close();
outputStream.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
字符流
需求:
编写一个服务端、一个客户端;
服务端在9999端口监听;
客户端连接到服务端,发送"hello,server",并接收服务端回发"hello,client",再退出;
服务端接口到客户端发送的信息、输出,并发送"hello,client",在退出
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
// 服务端, 使用字符流方式读写
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 在本机 的9999端口监听, 等待连接
// 细节: 要求在本机没有其它服务在监听9999
// 细节:这个 ServerSocket 可以通过 accept() 返回多个Socket[多个客户端连接服务器的并发]
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(9999);
System.out.println("服务端,在9999端口监听,等待连接..");
//2. 当没有客户端连接9999端口时,程序会 阻塞, 等待连接
// 如果有客户端连接,则会返回Socket对象,程序继续
Socket socket = serverSocket.accept();
System.out.println("服务端 socket =" + socket.getClass());
//3. 通过socket.getInputStream() 读取客户端写入到数据通道的数据, 显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//4. IO读取, 使用字符流, 老师使用 InputStreamReader 将 inputStream 转成字符流
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s = bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);//输出
//5. 获取socket相关联的输出流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
// 使用字符输出流的方式回复信息
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("hello client 字符流");
bufferedWriter.newLine();// 插入一个换行符,表示回复内容的结束
bufferedWriter.flush();//注意需要手动的flush
//6.关闭流和socket
bufferedWriter.close();
bufferedReader.close();
socket.close();
serverSocket.close();//关闭
}
}
2、客户端
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
@SuppressWarnings({"all"})
public class SocketTCP03Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//思路
//1. 连接服务端 (ip , 端口)
//解读: 连接本机的 9999端口, 如果连接成功,返回Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 9999);
System.out.println("客户端 socket返回=" + socket.getClass());
//2. 连接上后,生成Socket, 通过socket.getOutputStream()
// 得到 和 socket对象关联的输出流对象
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
//3. 通过输出流,写入数据到 数据通道, 使用字符流
BufferedWriter bufferedWriter = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));
bufferedWriter.write("hello, server 字符流");
bufferedWriter.newLine();//插入一个换行符,表示写入的内容结束, 注意,要求对方使用readLine()!!!!
bufferedWriter.flush();// 如果使用的字符流,需要手动刷新,否则数据不会写入数据通道
//4. 获取和socket关联的输入流. 读取数据(字符),并显示
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
String s = bufferedReader.readLine();
System.out.println(s);
//5. 关闭流对象和socket, 必须关闭
bufferedReader.close();//关闭外层流
bufferedWriter.close();
socket.close();
System.out.println("客户端退出.....");
}
}
二进制文件
/*需求:
服务端在8888端口监听;
客户端连接到服务端,发送给服务端一张图片;
服务端接收到图片,并保存到src下,发送"收到图片"再退出;
客户端接收到服务端发送的"收到图片",再退出;
使用工具类StringUtils。
*/
import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;
// 文件上传的客户端
public class TCPFileUploadClient {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//客户端连接服务端 8888,得到Socket对象
Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 8888);
//创建读取磁盘文件的输入流
//String filePath = "e:\\qie.png";
String filePath = "e:\\abc.mp4";
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(filePath));
//bytes 就是filePath对应的字节数组
byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
//通过socket获取到输出流, 将bytes数据发送给服务端
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
bos.write(bytes);//将文件对应的字节数组的内容,写入到数据通道
bis.close();
socket.shutdownOutput();//设置写入数据的结束标记
//=====接收从服务端回复的消息=====
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
//使用StreamUtils 的方法,直接将 inputStream 读取到的内容 转成字符串
String s = StreamUtils.streamToString(inputStream);
System.out.println(s);
//关闭相关的流
inputStream.close();
bos.close();
socket.close();
}
}
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
//文件上传的服务端
public class TCPFileUploadServer {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1. 服务端在本机监听8888端口
ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
System.out.println("服务端在8888端口监听....");
//2. 等待连接
Socket socket = serverSocket.accept();
//3. 读取客户端发送的数据
// 通过Socket得到输入流
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(socket.getInputStream());
byte[] bytes = StreamUtils.streamToByteArray(bis);
//4. 将得到 bytes 数组,写入到指定的路径,就得到一个文件了
String destFilePath = "src\\abc.mp4";
BufferedOutputStream bos = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(destFilePath));
bos.write(bytes);
bos.close();
// 向客户端回复 "收到图片"
// 通过socket 获取到输出流(字符)
BufferedWriter writer = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
writer.write("收到图片");
writer.flush();//把内容刷新到数据通道
socket.shutdownOutput();//设置写入结束标记
//关闭其他资源
writer.close();
bis.close();
socket.close();
serverSocket.close();
}
}
/**
* 此工具类用于演示关于流的读写方法
*
*/
public class StreamUtils {
/**
* 功能:将输入流转换成byte[]
* @param is
* @return
* @throws Exception
*/
public static byte[] streamToByteArray(InputStream is) throws Exception{
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();//创建输出流对象
byte[] b = new byte[1024];
int len;
while((len=is.read(b))!=-1){
bos.write(b, 0, len);
}
byte[] array = bos.toByteArray();
bos.close();
return array;
}
/**
* 功能:将InputStream转换成String
* @param is
* @return
* @throws Exception
*/
public static String streamToString(InputStream is) throws Exception{
BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
StringBuilder builder= new StringBuilder();
String line;
while((line=reader.readLine())!=null){ //当读取到 null时,就表示结束
builder.append(line+"\r\n");
}
return builder.toString();
}
}
UDP编程
基本介绍
- 实现类: DatagramSocket 和 DatagramPacket[数据包/数据报]
- UDP数据包通过数据报套接字 DatagramSocket发送和接收,系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地,也不确定什么时候可以抵达
- DatagramPacket对象封装了UDP数据报,在数据报中包含发送端 的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号
- UDP协议中每个数据报都给出完整的地址信息,因此无需建立发送方和接收方的连接;
流程
- 1.核心的两个类/对象 DatagramSocket与DatagramPacket
- 2.建立发送端,接收端: 发送端与接收端是两个独立的运行程序
- 3.发送数据前,建立数据包/报 DatagramPacket对象
- 4.调用DatagramSocket的发送、接收方法
- 5.关闭DatagramSocket
实现代码:
(1)接收端
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
public class UDPReceiverA {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1. 创建一个 DatagramSocket 对象,准备在9999接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999);
//2. 构建一个 DatagramPacket 对象,准备接收数据
// 讲解UDP 协议中,一个数据包最大 64k;
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//3. 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象填充到 packet对象
//提示: 当有数据包发送到 本机的9999端口时,就会接收到数据;
// 如果没有数据包发送到 本机的9999端口, 就会阻塞等待.
System.out.println("接收端A 等待接收数据..");
socket.receive(packet);
//4. 可以把packet 进行拆包,取出数据,并显示.
int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度
byte[] data = packet.getData();//接收到数据
String s = new String(data, 0, length);
System.out.println(s);
//===回复信息给B端
//将需要发送的数据,封装到 DatagramPacket对象
data = "好的, 明天见".getBytes();
//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口
packet =new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9998);
socket.send(packet);//发送
//5. 关闭资源
socket.close();
System.out.println("A端退出...");
}
}
(2)发送端
import java.io.IOException;
import java.net.*;
//发送端B ====> 也可以接收数据
@SuppressWarnings({"all"})
public class UDPSenderB {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.创建 DatagramSocket 对象,准备在9998端口 接收数据
DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9998);
//2. 将需要发送的数据,封装到 DatagramPacket对象
byte[] data = "hello 明天吃火锅~".getBytes(); //
//说明: 封装的 DatagramPacket对象 data 内容字节数组 , data.length , 主机(IP) , 端口
DatagramPacket packet =
new DatagramPacket(data, data.length, InetAddress.getByName("192.168.12.1"), 9999);
socket.send(packet);
//3.=== 接收从A端回复的信息
//(1) 构建一个 DatagramPacket 对象,准备接收数据
byte[] buf = new byte[1024];
packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
//(2) 调用 接收方法, 将通过网络传输的 DatagramPacket 对象填充到 packet对象
//提示: 当有数据包发送到 本机的9998端口时,就会接收到数据
// 如果没有数据包发送到 本机的9998端口, 就会阻塞等待.
socket.receive(packet);
//(3) 可以把packet 进行拆包,取出数据,并显示.
int length = packet.getLength();//实际接收到的数据字节长度
data = packet.getData();//接收到数据
String s = new String(data, 0, length);
System.out.println(s);
//关闭资源
socket.close();
System.out.println("B端退出");
}
}
URL编程
概述
- URL(Uniform Resource Locator):统一资源定位符,它表示Internet上某一资源的地址
- 它是一种具体的URI,即URL可以用来标识一个资源,而且还指明了如何locate这个资源
- 通过URL我们可以访问Internet上的各种网络资源: 最常见的www,ftp站点; 浏览器通过解析给定的URL可以在网络上查找相应的文件或其他资源
基本结构
-
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>#片段名?参数列表
例如:
http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=shkstart&password=123
#片段名:即锚点,例如看小说,直接定位到章节
参数列表格式:参数名=参数值&参数名=参数值....- http://localhost:8080/examples/beauty.jpg?username=Tom
- 协议 主机名 端口号 资源地址 参数列表
URL类的构造器都声明抛出非运行时异常,必须要对这一异常进行处理,通常是用try-catch语句进行捕获。