网络编程
当数据交给上一层的时候,是由哪个协议负责进行解析呢??
比如,数据链路层=>网络层,交给IPv4解析?IPv6解析?网终层=>传输层交绘TCP解析还是IDP2。
socket=>操作系统提供的网络编程的API就称为socketapi(插槽),可以认为是"网络编程api"的统称
1.流式套接字=>给TCP使用的
TCP的特点:有连接,可靠传输,面向字节流,,全双工。
2.数据报套接字=>给UDP使用的
UDP1的特点:无连接,不可靠传输,面向数据报,全双工
TCP和UDP都是传输层协议,都是给应用层提供服务的
有连接vs无连接
连接即是要建立连接的双方各自保存对方的信息。
有连接
就像打电话,只有对方允许后才可以接听,也可以选择直接挂掉
通信双方保存对方的信息
无连接
就像发短信/发微信,不需要"先接通",直接上来就发
通信双方不需要保存对方的信息
可靠传输vs不可靠传输
可靠传输
可靠!=安全(传输的数据是否容易被黑客截获掉,一日被截获之后是否会造成严重的影响)
尽力做到数据达到对象进行传输。
在网络信息通信的过程中,A给B传输10个数据报,B实际上只收到9个。
由于网络环境太复杂了,A传输给B,中间可能会经历很多的交换机和路由器,进行转发这些交换机和路由器,也不只是转发你的数据,要转发很多数据。但是如果数据进行堵塞的时候,数据会直接被丢弃掉。
但是如果遇到物理阻断的时候就会导致数据无法传输。
不可靠传输
不可靠传输.传输数据的时候,压根不关心,对方是否收到.发了就完了。
区别:效率问题
面向字节流VS面向数据报
面向字节流
文件操作,就是字节流的字节流,比喻成水流一样.读写操作非常灵活
面向数据报
传输数据的基本单位,是一个个的UDP数据报一次读写,只能读写一个完整的UDP数据报,不能搞半个数据报。
网络传输数据的基本单位
数据报 Datagram UDP
数据段 Segmen tTCP
数据包 Packet IP
数据帧 Frame 数据链路层
全双工VS半双工
全双工:一条链路,能够进行双向通信(TCP,UDP都是全双工)
创建socket对象,既可以读(接受)也可以写(发送)
半双工:一条链路,只能进行单向通信
"C语言中学到的管道"pipe,就属于半双工)
UDP
socketapi都是系统提供的.(不同系统,提供的api是不一样)Java中对于系统的这些api进一步的封装了.
1.DatagramSocket
DatagramSocket就是对于操作系统的socket(系统中的socket,可以理解成是一种文件(针对socket文件的读写操作就相当于针对网卡这个硬件设备进行读写)
文件是一个广义的概念~)
概念的封装
此处,DatagramSocket就可以视为是"操作网卡"的遥控器(句柄)针对这个对象进行读写操作,就是在针对网卡进行读写操作。
2.DatagramPacket
一个DatagramPacket对象,就相当于一个UDP数据报一次发送/一次接受,就是传输了一个DatagramPacket对象。
回显(Echo):正常的服务器,你给他发不同的请求,会返回不同的响应。
网络编程,本质上也是IO操作
java
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
public class UdpEchoServer {
private DatagramSocket socket=null;
public UdpEchoServer(int port) throws IOException {
socket = new DatagramSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while(true){
//1.读取请求并解析
DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
socket.receive(requestPacket);
//将java代码中处理可以把上述数据中的二进制数据,拿出来,构成String
String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
//2.根据请求计算响应
String response=process(request);
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),0,response.getBytes().length,
requestPacket.getSocketAddress());
socket.send(responsePacket);
System.out.println(responsePacket.getAddress());
}
}
//回显服务器
public String process(String request){
return request;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
UdpEchoServer udpEchoServer=new UdpEchoServer(9090);
udpEchoServer.start();
}
}
客户端是主动的一方服务器是被动的一方
服务器程序,需要在程序启动的时候,把端口号确定下来
服务器端口号的要求:
1.端口号是合法的1-65535
2.注意端口号不能和别的进程使用的端口号冲突。
写代码的时候,很少会有这样的操作,持有数据的空间,需要额外的创建(但是socket编程原生api,就都是这种风格,这样的风格也延续到java中了)
服务器服务器的ip和端口得是固定的,不能老变。
客户端也需要端口号!!
在进行一次通信的过程中,需要知道至少4个核心指标
:1)源IP发件人地址
2)源端口发件人电话
3)目的IP收件人地址
4)目的端口收件人电话
构造socket对象的时候,没有指定端口号,没指定不代表没有而是操作系统,自动分配了一个空闲的(不和别人冲突)的端口号过来了这个自动分配的端口号,每次重新启动程序都可能不一样。
为啥服务器需要有固定端口号,而客户端就需要让系统自动分配?反过来行不行??
1)服务器要有固定端口号,是因为,客户端需要主动给服务器发请求如果服务器端口号不是固定的,(假设是每次都变,此时客户端就不知道请求发给谁了)
2)客户端为啥要系统自动分配,指定固定的端口号行不行呢?
如果就给客户端指定固定的端口号,是不行的!!因为指定的固定端口号,是可能会和客户端所在电脑上的其他的程序,冲突的一旦端口冲突,就会导致你的程序启动不了了。
这里应用的是回显服务器(请求是啥,响应就是啥)
一个正常的服务器,要做三个事情
1.读取请求并解析
2.根据请求,计算响应
3.把响应写回到客户端
java
package network;
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;
public class UdpEchoClient {
private DatagramSocket socket = null;
private String serverIp;
private int serverPort;
public UdpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws SocketException {
socket = new DatagramSocket();
// 这俩信息需要额外记录下来, 以备后续使用.
this.serverIp = serverIp;
this.serverPort = serverPort;
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("客户端启动!");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.print("请输入要发送的请求: ");
// 1. 从控制台读取用户输入
String request = scanner.next();
// 2. 构造请求并发送
// 构造请求数据报的时候, 不光要有数据, 还要有 "目标"
DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(), 0, request.getBytes().length,
InetAddress.getByName(serverIp), serverPort);
socket.send(requestPacket);
// 3. 读取响应数据
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);
socket.receive(responsePacket);
// 4. 显示响应到控制台上.
String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
System.out.println(response);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("127.0.0.1", 9090);
// UdpEchoClient client = new UdpEchoClient("139.155.74.81", 9090);
client.start();
}
}
"127.0.0.1"服务器和客户端在一个主机上此时就固定写这个ip地址(环回ip,系统提供的特殊的ip)
9090:此处写的是服务器在创建建socket对象时,指定的端口号。
getBytes().length();和.length()方法的区别:
前者是得到字节数组然后通过字节十足的长度,这里的长度单位是"字节数",我们可以看到request是String类型所以需要取字符
后者是是长度单位是字符数,本身就是字符类型所以不需要取字符。
如果不转换会发生那些问题呢,如果字符串是英文字母或者数字的话问题不大,但是在字符串中出现了字符或者汉字来说,就会导致长度变小,例:java中String的字节大多都是三个字符,如果不改变就会导致3倍差距。
客户端流程: 服务器流程
1.从控制台读取字符串
2.把字符串发送给服务器-----
| 1.读取请求并解析
ms级别 2.根据请求计算响应
| 3.把响应写回到客户端
3.从服务器读取到响应-------- (如果没有收到服务器的响应会阻塞)
4.把响应打印到控制台上
先运行服务器,后运行客户端
如果不能开多个客户端就可以这样操作
当两个电脑在同一个局域网下,才可以进行互联。
主要是因为电脑的ip不行,我们用的是私网ip但是另一个是公网ip。(可以通过租服务器解决)。
私网ip有
1.10.
2.172.16-172.31.
3.192.168.
java
import java.io.IOException;
import java.util.HashMap;
public class UdpDictServer extends UdpEchoServer {
private HashMap<String, String> dict = null;
public UdpDictServer(int port) throws IOException {
super(port);
dict = new HashMap<>();
dict.put("hello", "world");
dict.put("123", "456");
dict.put("12345", "上山打老虎");
}
@Override
public String process(String message) {
return dict.getOrDefault(message, "没有查到");
}
}
可以通过继承已有的方法来实现process的方法。
不用调用close 的原因是因为scocket对象不能释放,结束了就会自动释放了。
TCP
TCP的socket api
1.ServerSocke
t专门给服务器用的ServerSocket(intport)
Socketaccept()接听操作
void close()
Socket
java
Socket(String host, int port) 构造方法本身,就能够和指定的服务器,简历连接(拨号的过程)
InputStream getlnputStream() 获取到socket内部持有的流对象
OutputStream getOutputStream() 也是通过InputStream和OutputStream来操作的,通过read和write来进行。
InetAddress getlnetAddress() 获取地址
java
private serverSocket=null;
Socket clientSocket =serverSocket.accept();
服务器一启动,就会立即执行到这里如果客户端没有连接过来,accept也会产生阻塞直到说有客户端真的连接上来了!