代码编织梦想

目录

网络通信

IP地址

域名

端口号

网络通信协议

TCP和 UDP

TCP协议: 传输控制协议

TCP基本介绍

UDP协议: 用户数据协议

udp基本介绍

InetAddress类

Socket

socket基本介绍

TCP网络通信编程

应用案例1

netstat 指令

基本介绍

TCP网络通讯不为人知的秘密


在学习网络编程之前,我们先了解一下网络相关的概念

网络通信

1.概念:两台设备之间通过网络实现数据传输

2.网络通信: 将数据通过网络从一台设备传输到另一台设备

3.java.net包下提供了一系列的类或接口,供程序员使用,完成网络通信

IP地址

1.概念: 用于唯一标识网络中的每台计算机/主机

2查看ip地址: ipconfig

3.ip地址的表示形式:点分十进制xX.XX.xx.Xx

4.每一个十进制数的范围:0~255

5.ip地址的组成=网络地址+主机地址,比如:192.168.16.69

6.iPv6是互联网工程任务组设计的用于替代IPv4的下一代IP协议,其地址数量号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个地址 [1]

7.由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限,严重制约了互联网的应用和发展。IPv6,不仅能解决网络地址资源数量的问题,而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍

域名

1.www.baidu.com

2.好处:为了方便记忆,解决记ip的困难

3.概念:将ip地址映射成域名,这里怎么映射上,HTTP协议

端口号

1.概念:用于标识计算机上某个特定的网络程序

2.表示形式: 以整数形式,端口范围0~65535[2个字节表示端口 0~216-1]

3.0~1024已经被占用,比如 ssh22,ftp 21,smtp 25 http 80

4.常见的网络程序端口号:

tomcat :8080

mysql:3306

oracle:1521

sqlserver:1433

网络通信协议

协议(tcp/ip)TCP/IP .(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol)的简写中文译名为传输控制协议/因特网互联协议,又叫网络通讯协议,这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础,简单地说,就是由双络层的IP协议和传输层的TCP协议组成的。

TCP和 UDP

TCP协议: 传输控制协议

TCP基本介绍

TCP是基于连接的、可靠的协议。它在传输数据前要先建立连接,在数据传输过程中还会进行数据确认和重传,以保证数据的可靠性。TCP还可以进行流量控制,以避免过多数据发送导致网络拥塞。缺点是TCP传输数据时可能会造成较大的延迟。

1.使用TCP协议前,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,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,效率低

UDP协议: 用户数据协议

udp基本介绍

UDP是无连接的、不可靠的协议。它不需要像TCP那样建立连接和进行数据确认和重传,因此传输数据的速度比TCP要快。但UDP无法保证数据的可靠性,数据传输时可能会出现丢失或乱序等问题。

1.将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接

2每个数据报的大小限制在64K内,不适合传输大量数据

3因无需连接,故是不可靠的

4发送数据结束时无需释放资源(因为不是面向连接的),速度快

5举例: 厕所通知: 发短信

InetAddress类

相关方法

1.获取本机InetAddress对象 getLocalHost

2根据指定主机名/域名获取ip地址对象 getByName

3.获取InetAddress对象的主机名 getHostName

4获取InetAddress对象的地址 getHostAddress

代码演示:

package com.api;

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

/**
 * 演示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);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1

        //2. 根据指定主机名 获取 InetAddress对象
        InetAddress host1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-S4MP84S");
        System.out.println("host1=" + host1);//DESKTOP-S4MP84S/192.168.12.1

        //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

    }
}

Socket

socket基本介绍

1.套接字(Socket)开发网络应用程序被广泛采用,以至于成为事实上的标准

2.通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点

3.网络通信其实就是Socket间的通信

4.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

5.一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

TCP网络通信编程

基本介绍

1.基于客户端一服务端的网络通信

2.底层使用的是TCP/IP协议

3.应用场景举例: 客户端发送数据,服务端接受并显示

4.基于Socket的TCP编程

应用案例1

代码演示:

首先我们要编写服务端的程序,使用serverSocket让服务端监听本机的9999端口

   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

服务端

package com.socket;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 服务端
 */
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

    }
}

客户端

package com.socket;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

/**
 * 客户端,发送 "hello, server" 给服务端
 */
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.....");
    }
}

使用字符流的方式

代码演示;

服务端

package com.socket;

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("连接成功");

        //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));
        System.out.println("接收到客户端发来的信息");
        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

    }
}

客户端

package com.socket;

import java.io.*;
import java.net.InetAddress;
import java.net.Socket;

/**
 * 客户端,发送 "hello, server" 给服务端, 使用字符流
 */
@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));
        System.out.println("接收到服务端发来的信息");
        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.....");
    }
}

netstat 指令

基本介绍

Netstat是一种命令行工具,在Windows、Linux和其他操作系统中都有,它用于显示网络连接、端口和协议统计信息。它可以帮助用户了解当前计算机上的网络状态,以及哪些应用程序正在与网络通信。

1.netstat -an 可以查看当前主机网络情况,包括端口监听情况和网络连接情况

2netstat -an|more 可以分页显示

3.要求在dos控制台下执行 win+r

说明:

(1)Listening 表示某个端口在监听

(2)如果有一个外部程序(客户端)连接到该端口,就会显示一条连接信息

(3)可以输入ctrl + c 退出指令

以下是一些常用的netstat指令:

  • netstat -a:显示所有连接和监听端口
  • netstat -n:以数字形式显示地址和端口号
  • netstat -b:显示正在占用端口的程序名
  • netstat -o:显示正在占用端口的进程ID
  • netstat -p:显示协议信息,如TCP或UDP
  • netstat -s:显示每个协议的统计信息
  • netstat -r:显示路由表信息

TCP网络通讯不为人知的秘密

当客户端连接到服务端后,实际上客户端也是通过一个端口和服务端进行通讯的,这端口是TCP/IP 来分配的是不确定的,是随机的

Java中TCP网络通讯涉及到很多的细节和技巧,以下是一些可能不为人知的秘密:

  1. 端口号:Java中的TCP网络通讯需要指定端口号,确保不同的网络应用程序可以区分开来。通常情况下,TCP端口号在1024到65535之间。在Java中,可以通过Socket类的构造方法指定端口号。

  2. 套接字选项:Java中的Socket类提供了许多套接字选项,可以帮助开发者优化网络通讯性能和安全性。例如,可以设置套接字的超时时间、禁用Nagle算法、启用Keep-Alive功能等。

  3. 缓冲区大小:Java中的TCP网络通讯需要使用缓冲区来存储和传输数据。缓冲区的大小会影响性能和可靠性。通常情况下,应该将缓冲区大小设置为适当的值,既不会浪费内存,也不会影响数据传输速度。

  4. 消息分片:在TCP网络通讯中,消息可能会被分片传输,这意味着接收方可能需要重新组装接收到的数据。在Java中,可以使用ByteBuffer类来处理消息分片,确保数据的正确传输和接收。

  5. 网络拥塞控制:TCP网络通讯中的拥塞控制是非常重要的,可以避免网络拥塞和数据丢失。Java中提供了一些API来处理网络拥塞,例如设置滑动窗口大小、延迟确认等。

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