网络编程基础

网络的基本概念
TCP/IP协议
基于TCP/IP协议常用类
Socket编程
UDP通信
Http通信

网络的基本概念

连接多台电脑之间的通信的方式就是网络
实现网路通信要指定协议，网络协议中最基础的协议就是网络七层架构协议
- 底层协议
  - 物理层：用于网络的链接
  - 数据链路层：用于数据的交互
  - 网络层：路由器，主要用于寻址
- 应用层协议
  - 传输层，主要使用TCP/IP协议进行数据的传递
  - 会话层：主要实现两个终端的会话
  - 表示层：主要实现两个通信终端之间的编码格式的转换
  - 应用层：提供了各种通信协议，FTP（文件传递协议），POP3(邮箱协议)，Http（超文本传送协议）
    TCP/IP协议
tcp/ip协议提出一个ip地址的概念，ip地址就是电脑在网络中的唯一标识
- 在window使用使用ipconfig能查看本机的ip地址
- 可以通过ping验证两台电脑之间网络是否通畅
- ipv4和ipv6
  - ipv4地址 :::info 255.255.255.255 :::
  - ipv6 :::info FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF.FFFF :::
域名的概念
- ip地址比较容易记，那么就提出了域名的概念
- 域名本质上是在DNS服务上和IP地址绑定的字符串
端口的概念
- 端口是一台电脑的进程的唯一的标识
- 也就是说一台电脑程序要连接另一台电脑上的程序必须要通过地址+端口
  基于TCP/IP协议常用类

InetAddress类，java对IP信息的封装 ```java

 InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost(); //本机

    System.out.println("本机IP地址：" + localHost.getHostAddress());
    System.out.println("本机名称：" + localHost.getHostName());
    //根据域名得到InetAddress对象
    InetAddress bd = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
    System.out.println("百度服务器地址：" + bd.getHostAddress());
    System.out.println("百度服务器名称：" + bd.getHostName());
    //根据IP地址得到InetAddress对象
    InetAddress ia = InetAddress.getByName("39.130.131.42");
    System.out.println("服务器主机IP：" + ia.getHostAddress());
    //如果39.130.131.42IP地址不存在或者DNS（域名解析系统）不允许进行IP地址和域名的映射，就会直接返回域名地址
    System.out.println("主机名称" + ia.getHostName());


- <br />
- InetSocketAddress :主要用实现IP和端口的数据的存储
```java
        //创建对象
        InetSocketAddress is1 = new InetSocketAddress("localhost", 9999);
        InetSocketAddress is2 = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 9999);
        InetSocketAddress is3 = new InetSocketAddress("192.168.136.1", 9999);
        InetAddress ia = InetAddress.getByName("192.168.136.1");
        InetSocketAddress is4 = new InetSocketAddress(ia, 9999);
        System.out.println("主机名称：" + is4.getHostName());
        System.out.println("主机IP地址：" + is4.getAddress());

Socket编程

建立服务器和客户端之间的连接
- 创建服务器 ```java public static void main(String[] args) throws IOException { //创建服务器,指定端口号，默认绑定本机地址 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println(“创建了服务器”); //当前服务器等待其他的客户端进行链接 serverSocket.accept();//会阻塞代码 System.out.println(“有人进来了”); }


   - 创建客户端，并且连接服务器
```java
 public static void main(String[] args) throws IOException {
        //第一个参数是主机的ip，是字符串类型
        //127.0.0.1 默认是本机的端口号
        //localhost 默认是本机的域名
        //第二个参数是端口是int类型
        Socket socket = new Socket("localhost",8888);
        System.out.println("连接服务器");
    }

单向通信

实现服务器代码

//服务器
public class Server {
public static void main(String[] args) throws IOException {
   //创建服务器,指定端口号，默认绑定本机地址
   ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
   System.out.println("创建了服务器");
   //当前服务器等待其他的客户端进行链接
   Socket socket = serverSocket.accept();//会阻塞代码
   System.out.println("有人进来了");
   //通过一个socket打开一个输入流
   InputStream inputStream = socket.getInputStream();
   //创建数据
   DataInputStream dis = new DataInputStream(inputStream);
   String msg = dis.readUTF();//读取string数据
   System.out.println("收到来自客户端的消息:"+msg);
}
}

实现客户端代码

//客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
   //第一个参数是主机的ip，是字符串类型
   //127.0.0.1 默认是本机的端口号
   //localhost 默认是本机的域名
   //第二个参数是端口是int类型
   Socket socket = new Socket("localhost",8888);
   System.out.println("连接服务器");
   //通过socket获取输出流
   OutputStream os = socket.getOutputStream();
   DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
   //在控制台输入内容
   Scanner scanner = new Scanner(System.in);
   dos.writeUTF(scanner.next());
   System.out.println("消息发送成功");
   os.close();
}
}

双向通信

服务器端，先accpet接收客户端，再接收来自客户端的消息，最后返回消息给客户端

public static void main(String[] args) throws IOException {
   //创建服务器,指定端口号，默认绑定本机地址
   ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
   System.out.println("创建了服务器");
   //当前服务器等待其他的客户端进行链接
   Socket socket = serverSocket.accept();//会阻塞代码
   System.out.println("有人进来了");
   ////////////////////读取数据
   //通过一个socket打开一个输入流
   InputStream inputStream = socket.getInputStream();
   //创建数据
   DataInputStream dis = new DataInputStream(inputStream);
   String msg = dis.readUTF();//读取string数据
   System.out.println("收到来自客户端的消息:"+msg);
   ////////////////////输出数据
   //服务器端返回消息
   OutputStream os = socket.getOutputStream();
   DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
   Scanner scanner = new Scanner(System.in);
   dos.writeUTF(scanner.next());
}

客户端，连接服务器段，发送消息，最后接收来服务器端的消息 ```java public static void main(String[] args) throws IOException { //第一个参数是主机的ip，是字符串类型 //127.0.0.1 默认是本机的端口号 //localhost 默认是本机的域名 //第二个参数是端口是int类型 Socket socket = new Socket(“localhost”,8888); System.out.println(“连接服务器”);

//////////////////输出数据 //通过socket获取输出流 OutputStream os = socket.getOutputStream(); DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os); //在控制台输入内容 Scanner scanner = new Scanner(System.in); dos.writeUTF(scanner.next());//会阻塞代码 System.out.println(“消息发送成功”);

    ///////////////////////////////
    /////////读取数据
    InputStream in = socket.getInputStream();
    DataInputStream dis  = new DataInputStream(in);
    String result = dis.readUTF(); //会阻塞代码
    System.out.println("来自服务器的消息:"+result);
}


- 通过线程实现两者可以随意通信
   - 服务器端代码
```java
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //创建服务器,指定端口号，默认绑定本机地址
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
        System.out.println("创建了服务器");
        //当前服务器等待其他的客户端进行链接
        Socket socket = serverSocket.accept();//会阻塞代码
        System.out.println("有人进来了");
        ////////////////////读取数据
        //通过一个socket打开一个输入流
        //创建一个线程用户接收数据
        Thread thread = new Thread(){
            @Override
            public void run() {
                while (true){
                    InputStream inputStream = null;
                    try {
                        inputStream = socket.getInputStream();
                        //创建数据
                        DataInputStream dis = new DataInputStream(inputStream);
                        String msg = dis.readUTF();//读取string数据
                        System.out.println("客户端说:"+msg);
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        };
        thread.start();
        while(true){
            ////////////////////输出数据
            //服务器端返回消息
            OutputStream os = socket.getOutputStream();
            DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
            Scanner scanner = new Scanner(System.in);
            dos.writeUTF(scanner.next());
            System.out.println("发送消息成功");
        }
    }
}

客户端代码

//客户端代码
public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {
   //第一个参数是主机的ip，是字符串类型
   //127.0.0.1 默认是本机的端口号
   //localhost 默认是本机的域名
   //第二个参数是端口是int类型
   Socket socket = new Socket("localhost",8888);
   System.out.println("连接服务器");
   ///////////////////////////////
   /////////读取数据
   Thread thread = new Thread(){
       @Override
       public void run() {
           while(true){
               InputStream in = null;
               try {
                   in = socket.getInputStream();
                   DataInputStream dis  = new DataInputStream(in);
                   String result = dis.readUTF(); //会阻塞代码
                   System.out.println("服务器说:"+result);
               } catch (IOException e) {
                   e.printStackTrace();
               }
           }
       }
   };
   thread.start();
   while(true){
       //////////////////输出数据
       //通过socket获取输出流
       OutputStream os = socket.getOutputStream();
       DataOutputStream dos = new DataOutputStream(os);
       //在控制台输入内容
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);
       dos.writeUTF(scanner.next());//会阻塞代码
       System.out.println("消息发送成功");
   }
}
}

UDP通信

TCP（Transmission Control Protocol ）传输控制协议是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。数据大小无限制。建立连接的过程需要三次握手，断开连接的过程需要四次挥手。不会出现丢包的问题，但是速度相对慢
UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议：是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务，每个包的大小64KB。会出现丢包的问题，但是速度快

UDP服务器端

  public static void main(String[] args) throws IOException {
      //创建一个udp的socket
      DatagramSocket server = new DatagramSocket(7777);
      System.out.println("udp服务器在7777端口启动");
      //2有一个空的数据包（缓存），打算用了来接收对方传过来带的数据库包
      DatagramPacket packet = new DatagramPacket(new byte[1024], 1024);
      //接收消息
      server.receive(packet); //也会阻塞线程
      //直接packet从获取数据
      byte[] data = packet.getData();
      int len = packet.getLength(); //获取数据的长度
      System.out.println("接收的数据:"+new String(data,0,len));
      //4,关闭资源
      server.close();
  }

UPD客户端

  public static void main(String[] args) throws IOException {
      //创建客户端的socket
      DatagramSocket client = new DatagramSocket(6666);
      System.out.println("客户端在6666端口启动了");
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);
      String msg = scanner.next();
      byte[] data =  msg.getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
      DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(
              data,//发送的数据
              data.length,//发送数据的长度
              InetAddress.getByName("localhost"),
              7777
      );
      client.send(datagramPacket);
      System.out.println("发送请求成功");
      client.close();
  }

Http通信

Http属于一种无状态连接
- socket可以双向通信，连接是一致保存的
- http是单项通信，只能是客户端发送请求给服务器端，然后服务器端再返回请求可客户端。连接就结束了
  - 服务器端不可以主动发请求给客户端
http协议的组成
- 两个部分
  - 头部
  - 正文
- 两个环节
  - 请求
  - 响应

基于http协议的编程

服务器端不需要自己创建，已经有很成熟的http服务器，例如tomcat

在java中发送http请求

//1,创建一个url对象用于存储发送请求的地址
   URL url = new URL("http://www.baidu.com");
   //2,打开连接
   HttpURLConnection connection = (HttpURLConnection) url.openConnection();
   //3,设置请求方式GET POST PUT DELETE
   connection.setRequestMethod("GET");
   //4，连接服务器
   connection.connect();
   //5，获取响应结果
   InputStream in = connection.getInputStream();
   //创建缓存流
   BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
   String line;
   StringBuilder sb = new StringBuilder();
   while((line=br.readLine())!=null){
       sb.append(line);
   }
   System.out.println(sb.toString());
   br.close();
   in.close();

网络的基本概念

TCP/IP协议

基于TCP/IP协议常用类

Socket编程

UDP通信

Http通信