网络编程

一：网络编程概述

（１）网络编程的目的：

直接或间接地通过网络协议与其他计算机实现数据交换＼进行通讯。

（２）网络编程中有两个主要的问题：

1. 如何准确地定位网络上的一台或多台主机（IP地址）；定位主机上的特定的应用（端口号）。

2. 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输（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））。

   二：网络通信要素概述

3. IP和端口号

4. 网络通信协议

   三：通信要素1：IP和端口号

   （１）IP地址（InetAddress类）

5. 唯一的标识Internet上的计算机（通信实体）。

6. 本地回环地址（hostAddress）:127.0.0.1（本机IP地址） 主机名（hostName）:localhost
7. IP地址分类方式1：IPV4和IPV6

8. IP地址分类方式2：公网地址（万维网使用）和私有地址（局域网使用）

   （2）端口号

   端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）

9. 不同的进程有不同的端口号。

10. 被规定为一个有16位的整数的0~65535。

    端口分类：

11. 公认端口：0~1023,。被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80）。

12. 注册端口：1024~49151.分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用断口8080）。
13. 动态/私有端口：49152~65535。

端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket

（3）案例

/**
 * InetAddress类的实例化
 * 域名：www.baidu.com(通过某一个域名访问具体的IP地址)
 */
public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //创建InetAddress实例的方式一
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.1.102");//返回结果：/192.168.1.102
            //创建InetAddress实例的方式二
            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//返回结果：www.baidu.com/110.242.68.4
            //获取本机的IP地址
            InetAddress inet3 = InetAddress.getLocalHost();
            //获取域名
            System.out.println(inet1.getHostName());
            //获取主机地址
            System.out.println(inet2.getHostAddress());
            System.out.println(inet1);
            System.out.println(inet2);
            System.out.println(inet3);
        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

四：通信要素2：网络协议

（1）网络通信协议

计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率、传输代码、代码结构等制定标准。

（2）通信协议分层的思想

在制订协议时，把复杂成分分解成一些简单的成分，再将它们复合起来。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。各层互不影响，利于系统的开发和扩展。

（3）TCP/IP协议簇

传输层协议中有两个非常重要的协议：

1. 传输控制协议TCP
2. 用户数据报协议UDP

TCP/IP以其两个主要协议：传输控制协议（TCP）和网络互联协议（IP）而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。
IP协议是网络层的主要协议，支持网间互联的数据通信。
TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。

TCP协议：

1. 使用TCP前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道。
2. 传输前，采用“三次握手”方式，点对点通信，是可靠的。
3. TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端。
4. 在连接中可进行大数据量的传输。

5. 传输完毕，需释放已建立的连接（四次挥手）、效率低。

   UDP协议：

6. 将数据、源、目的地封装成数据包，不需要建立连接。

7. 每个数据包的大小限制在64K内。
8. 可以不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的。
9. 可以广播发松。
10. 发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快。

    五：TCP网络编程

    ```java //案例：客户端给服务端发送一条信息，服务端将内容打印到控制台上。 //客户端 public class ClientTest { public static void main(String[] args) {

     Socket socket = null;
     OutputStream os = null;
     try {
         //1.创建Socket对象，指明服务器端的IP和端口号
         InetAddress inet = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
         socket = new Socket(inet,8899);
         //2.获取一个输出流，用于输出数据
         os = socket.getOutputStream();
         //3.发送数据
         os.write("你好，我是客户端".getBytes());//getBytes()是将一个字符串转化为一个字节数组。
     } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();
     } finally {
         //4.关闭资源
         if (os != null){
             try {
                 os.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         if (socket != null){
             try {
                 socket.close();
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
     }

    } }

//服务端 public class ServerTest { public static void main(String[] args) { ServerSocket ss = null; Socket socket = null; InputStream is = null; ByteArrayOutputStream baos = null; try { //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号 ss = new ServerSocket(8899); //2.调用accept()，用来接受客户端的socket socket = ss.accept(); //3.创建输入流 is = socket.getInputStream(); / //不建议这么写，可能会有乱码 byte[] bytes = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(bytes)) != -1){ System.out.println(new String(bytes,0,len)); } / //4.读取数据 baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] bytes = new byte[1024]; int len; while ((len=is.read(bytes)) != -1){ baos.write(bytes,0,len);//其实是把数据写到了ByteArrayOutputStream类的数组里，不够的话数组会自动往外扩展 } System.out.println(baos.toString());//输出之前存入的编码数据 } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } finally { //5.关闭资源 if (baos != null){ try { baos.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (is != null){ try { is.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (socket != null){ try { socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } if (ss != null){ try { ss.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } } }

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## 六：UDP网络编程
```java
//发送端
public class UDPSendTest {
    public static void main(String[] args) {
        DatagramSocket socket = null;
        try {
            socket = new DatagramSocket();
            String str = "我是UDP方式发送的导弹。";
            byte[] data = str.getBytes();
            InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data, 0, data.length, inet, 9090);
            socket.send(packet);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (socket != null){
                socket.close();
            }
        }
    }
}
//接收端
public class UDPReceiverTest {
    public static void main(String[] args) {
        DatagramSocket socket = null;
        try {
            socket = new DatagramSocket(9090);
            byte[] bytes = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(bytes,0,bytes.length);
            socket.receive(packet);
            System.out.println(new String(packet.getData(),packet.getLength()));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (socket != null){
                socket.close();
            }
        }
    }
}

七：URL编程

（1）基本概念：

1. URL：统一资源定位符，它表示Internet上某一资源的地址。
2. 它是一种具体的URL，即URL用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。

3. 通过访问URL我们可以访问Internet上的各种网络资源，比如最常见的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。

   URL的基本结构由五部分组成：

   <传输协议>：//<主机名>：<端口号>/<文件名>#片段名？参数列表

4. #片段名：即锚点，例如看小说，直接定位到章节。

5. 参数列表格式：参数名=参数值&参数名=参数值…