IP 和 端口号

一、网络编程中有两个主要的问题：


1.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
2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输


二、网络编程中的两个要素：


1.对应问题一：IP和端口号
2.对应问题二：提供网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）

三、通信要素一：IP和端口号


1. IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
2. 在Java中使用InetAddress类代表IP
3. IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网 和 局域网
4. 域名: www.baidu.com www.mi.com www.sina.com www.jd.com
www.vip.com
5. 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost

  1. 如何实例化InetAddress:两个方法：getByName(String host) 、 getLocalHost()
    两个常用方法：getHostName() / getHostAddress()
    image.png

    1. public static void main(String[] args) {
    3.     try {
    4.         //getByName(String host) 
    5.         InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");
    7.         System.out.println(inet1);// /192.168.10.14
    9.         InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.fawdezjb.asia");
    10.         System.out.println(inet2);//www.fawdezjb.asia/1.117.41.243
    12.         InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
    13.         System.out.println(inet3);//  /127.0.0.1
    15.         //获取本地ip
    16.         InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
    17.         System.out.println(inet4);//zj-xtyw06/10.72.113.22
    19.         //getHostName()
    20.         System.out.println(inet2.getHostName());//www.fawdezjb.asia
    21.         //getHostAddress()
    22.         System.out.println(inet2.getHostAddress());//1.117.41.243
    23.           //isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址
    24.         System.out.println(inet2.isReachable(1000));//true
    26.     } catch (UnknownHostException e) {
    27.         e.printStackTrace();
    28.     }catch (IOException e) {
    29.         e.printStackTrace();
    30.     }
    31. }


    7. 端口号：正在计算机上运行的进程。
    要求：不同的进程有不同的端口号
    范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。

  2. 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

    TCP&UDP

    三次握手与四次挥手

    握手是建立连接，挥手是结束连接
    序号：表示发送的数据字节流，确保TCP传输有序，对每个字节编号（Sequence：序号）
    确认序号：发送方期待接收的下一序列号，接收成功后的数据字节序列号加 1。只有ACK=1时才有效。（Acknowledgement：确认）
    image.png
    src=http___images1.tqwba.com_20200403_l3frnudus4i.png&refer=http___images1.tqwba[1].jpg
    （1）首先客户端向服务器端发送一段TCP报文，其中：

  • 标记位为SYN，表示“请求建立新连接”;
  • 序号为Seq=X（X一般为1）；
  • 随后客户端进入SYN-SENT阶段。

（2）服务器端接收到来自客户端的TCP报文之后，结束LISTEN阶段。并返回一段TCP报文，其中：

  • 标志位为SYN和ACK，表示“确认客户端的报文Seq序号有效，服务器能正常接收客户端发送的数据，并同意创建新连接”（即告诉客户端，服务器收到了你的数据）；
  • 序号为Seq=y；确认号为Ack=x+1，表示收到客户端的序号Seq并将其值加1作为自己确认号Ack的值；
  • 随后服务器端进入SYN-RCVD阶段。

（3）客户端接收到来自服务器端的确认收到数据的TCP报文之后，明确了从客户端到服务器的数据传输是正常的，结束SYN-SENT阶段。并返回最后一段TCP报文。其中：

  • 标志位为ACK，表示“确认收到服务器端同意连接的信号”（即告诉服务器，我知道你收到我发的数据了）；
  • 序号为Seq=x+1，表示收到服务器端的确认号Ack，并将其值作为自己的序号值；
  • 确认号为Ack=y+1，表示收到服务器端序号Seq，并将其值加1作为自己的确认号Ack的值；
  • 随后客户端进入ESTABLISHED阶段。

服务器收到来自客户端的“确认收到服务器数据”的TCP报文之后，明确了从服务器到客户端的数据传输是正常的。结束SYN-SENT阶段，进入ESTABLISHED阶段。
src=http___img-blog.csdnimg.cn_img_convert_bbdbeab7aac1f904b223f4493a4650e0.png&refer=http___img-blog.csdnimg[1].jpg
1）首先客户端想要释放连接，向服务器端发送一段TCP报文，其中：

  • 标记位为FIN，表示“请求释放连接“；
  • 序号为Seq=U；
  • 随后客户端进入FIN-WAIT-1阶段，即半关闭阶段。并且停止在客户端到服务器端方向上发送数据，但是客户端仍然能接收从服务器端传输过来的数据。

注意：这里不发送的是正常连接时传输的数据(非确认报文)，而不是一切数据，所以客户端仍然能发送ACK确认报文。
（2）服务器端接收到从客户端发出的TCP报文之后，确认了客户端想要释放连接，随后服务器端结束ESTABLISHED阶段，进入CLOSE-WAIT阶段（半关闭状态）并返回一段TCP报文，其中：

  • 标记位为ACK，表示“接收到客户端发送的释放连接的请求”；
  • 序号为Seq=V；
  • 确认号为Ack=U+1，表示是在收到客户端报文的基础上，将其序号Seq值加1作为本段报文确认号Ack的值；
  • 随后服务器端开始准备释放服务器端到客户端方向上的连接。客户端收到从服务器端发出的TCP报文之后，确认了服务器收到了客户端发出的释放连接请求，随后客户端结束FIN-WAIT-1阶段，进入FIN-WAIT-2阶段

前”两次挥手”既让服务器端知道了客户端想要释放连接，也让客户端知道了服务器端了解了自己想要释放连接的请求。于是，可以确认关闭客户端到服务器端方向上的连接了
（3）服务器端自从发出ACK确认报文之后，经过CLOSED-WAIT阶段，做好了释放服务器端到客户端方向上的连接准备，再次向客户端发出一段TCP报文，其中：

  • 标记位为FIN，ACK，表示“已经准备好释放连接了”。注意：这里的ACK并不是确认收到服务器端报文的确认报文。
  • 序号为Seq=W；
  • 确认号为Ack=U+1；表示是在收到客户端报文的基础上，将其序号Seq值加1作为本段报文确认号Ack的值。

随后服务器端结束CLOSE-WAIT阶段，进入LAST-ACK阶段。并且停止在服务器端到客户端的方向上发送数据，但是服务器端仍然能够接收从客户端传输过来的数据。
（4）客户端收到从服务器端发出的TCP报文，确认了服务器端已做好释放连接的准备，结束FIN-WAIT-2阶段，进入TIME-WAIT阶段，并向服务器端发送一段报文，其中：

  • 标记位为ACK，表示“接收到服务器准备好释放连接的信号”。
  • 序号为Seq=U+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其确认号Ack值作为本段报文序号的值。
  • 确认号为Ack=W+1；表示是在收到了服务器端报文的基础上，将其序号Seq值作为本段报文确认号的值。

随后客户端开始在TIME-WAIT阶段等待2MSL

TCP编程

例子1：客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上

  1.  public void client()  {
  2.         Socket socket = null;
  3.         OutputStream os = null;
  4.         try {
  5.             //1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
  6.             InetAddress inet = InetAddress.getByName("10.72.113.22");
  7.             socket = new Socket(inet,8899);
  8.             //2.获取一个输出流，用于输出数据
  9.             os = socket.getOutputStream();
  10.             //3.写出数据的操作
  11.             os.write("你好，我是客户端mm".getBytes());
  12.         } catch (IOException e) {
  13.             e.printStackTrace();
  14.         } finally {
  15.             //4.资源的关闭
  16.             if(os != null){
  17.                 try {
  18.                     os.close();
  19.                 } catch (IOException e) {
  20.                     e.printStackTrace();
  21.                 }
  22.             }
  23.             if(socket != null){
  24.                 try {
  25.                     socket.close();
  26.                 } catch (IOException e) {
  27.                     e.printStackTrace();
  28.                 }
  29.             }
  30.         }
  31.     }
  33. public void server()  {
  35.         ServerSocket ss = null;
  36.         Socket socket = null;
  37.         InputStream is = null;
  38.         ByteArrayOutputStream baos = null;
  39.         try {
  40.             //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
  41.             ss = new ServerSocket(8899);
  42.             //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
  43.             socket = ss.accept();
  44.             //3.获取输入流
  45.             is = socket.getInputStream();
  47.             //4.读取输入流中的数据
  48.             baos = new ByteArrayOutputStream();
  49.             byte[] buffer = new byte[5];
  50.             int len;
  51.             while((len = is.read(buffer)) != -1){
  52.                 baos.write(buffer,0,len);
  53.             }
  55.             System.out.println(baos.toString());
  57.             System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");
  59.         } catch (IOException e) {
  60.             e.printStackTrace();
  61.         } finally {
  62.             if(baos != null){
  63.                 //5.关闭资源
  64.                 try {
  65.                     baos.close();
  66.                 } catch (IOException e) {
  67.                     e.printStackTrace();
  68.                 }
  69.             }
  70.             if(is != null){
  71.                 try {
  72.                     is.close();
  73.                 } catch (IOException e) {
  74.                     e.printStackTrace();
  75.                 }
  76.             }
  77.             if(socket != null){
  78.                 try {
  79.                     socket.close();
  80.                 } catch (IOException e) {
  81.                     e.printStackTrace();
  82.                 }
  83.             }
  84.             if(ss != null){
  85.                 try {
  86.                     ss.close();
  87.                 } catch (IOException e) {
  88.                     e.printStackTrace();
  89.                 }
  90.             }
  92.         }
  93.     }

image.png

UDP编程