网络编程及套接字

网络编程及套接字

目录

IP地址

IP地址介绍

 IP地址的配置和检测

 网络通信协议

 套接字（Socket)

 基于TCP协议的Socket编程

多线程处理多请求

UDP数据报

基于UDP协议的Socket编程 

---

相互连接的计算机通过网络进行数据的交换和资源共享

IP地址

IP地址介绍

                计算机之间相互通信，也是需要地址的，即IP地址

        IP地址的组成

        IP地址（Internet Protocol）:唯一标识网络上的每一台计算机

        IP地址：32位，由4个8位二进制组成.IP地址通常用“点分十进制”表示成（d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（01100100.00000100.00000101.00000110）。

        IP地址 = 网络地址 +主机地址

        网络地址：标识计算机或网络设备所在的网段

        主机地址：标识特定主机或网络设备

分为A,B,C,D,E五类地址

 IP地址的配置和检测

查看IP地址，检测网络是否畅通

查看本机的IP地址

ipconfig

 测试网络是否通畅

ping  目标IP地址

 网络通信协议

为了在网络中不同的计算机之间进行通信而建立的规则、标准或约定的集合

 

 套接字（Socket)

        网络通信使用IP地址标识Internet.上的计算机,使用端口号标识服务器上的进程(程序)。也就是说，如果服务器上的一个程序不占用-一个端口号，用户程序就无法找到它，就无法和该程序交互信息。端口号规定为一个16位的0~ -65535之间的整数，其中，0~1023 被预先定义的服务通信占用(如telnet占用端口23，http 占用端口80等)，除非需要访问这些特定服务，否则，就应该使用1024 -65535这些端口中的某一个进行通信，以免发生端口冲突。

        当两个程序需要通信时，它们可以通过使用Socket类建立套接字对象并连接在一起(端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字)

        通信链路的端点就被称为“套接字”（英文名Socket） 是提供给应用程序的接口

        进行网络编程的类在java包

 基于TCP协议的Socket编程

                基于TCP协议的Socket网络通信

                        用来实现双向安全连接网络通信

                Socket通信模型

                        进行网络通信时，Socket需要借助数据流来完成数据的传递工作

Socket网络编程一般可以分成如下步骤进行 

 

网络编程模型：客户端/服务器（C/S）

客户端与服务器端运作过程：

客户端通过输出流将请求信息发送给服务器端
服务器端通过输入流读取客户端的请求信息
服务器端通过输出流将响应信息发送给客户端
客户端通过输入流读取服务器端的响应信息 

package demo01;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.Socket;
import java.UnknownHostException;public class Client {public static void main(String[] args) {//创建通信链路的端点客户端套接字Socket socket  = null;OutputStream os = null;InputStream is =null;BufferedReader br =null;try {socket  = new Socket("127.0.0.1", 10088);//获取输出流将数据发送出去os &#OutputStream();String str = "用户名：张三，密码：123456";byte[] bytes&#Bytes();//通过输出流调用方法将信息发送出去os.write(bytes);System.out.println("我是客户端，我将数据发送完毕");//关闭通道socket.shutdownOutput();//客户端需要通过输入流读取服务器端发送过来的消息is &#InputStream();br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String result &#adLine();System.out.println("我是客户端，接收到的服务器端响应信息为："+result);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {br.close();is.close();os.close();socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

 

package demo01;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.ServerSocket;
import java.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) {//创建服务器端套接字ServerSocketServerSocket ss = null;Socket socket =null;InputStream is =null;BufferedReader br =null;OutputStream os =null;try {ss = new ServerSocket(10088);//服务器通过调用侦听方法来获取客户端的请求socket =ss.accept();//通过返回的Socket对象调用方法获取一个输入流来读取客户端发送过来的消息is &#InputStream();//通过 输入流读取客户端发送的消息br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String str &#adLine();System.out.println("我这边是服务器：客户端发送给我的数据是："+str);socket.shutdownInput();//服务器接收客户端消息后，需要给客户端一个响应信息os &#OutputStream();String result = "用户名和密码正确，可以登录";byte[] bytes = Bytes();os.write(bytes);System.out.println("给客户端的响应信息发送成功");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {os.close();br.close();is.close();socket.close();ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

多线程处理多请求

        实现多客户请求

                采用多线程的方式

                一个专门负责监听的应用主服务程序

                一个专门负责处理请求的线程程序

客户端和服务端如何做

客户端跟之前客户端做的事情没有任何改变
客户端通过输出流发送请求信息
客户端通过输入流获取服务器端的响应信息

服务器端做的事情跟之前服务器端做的事情不一样
服务器端循环去侦听客户端的请求，侦听到一个请求就会获取一个Socket类对象，将这个Socket类对象作为参数传递给服务器线程类的有参构造方法里去
服务器线程类通过获取到的Socket类对象去执行原来服务器所做的事情
通过输入流获取客户端的请求信息
通过输出流发送响应信息给客户端

服务器端

package demo03;import java.io.IOException;
import java.ServerSocket;
import java.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) {//创建ServerSocket类对象ServerSocket ss =null;Socket socket =null;try {ss = new ServerSocket(10088);while(true){socket =ss.accept();//将获取到的socket对象传递到线程类中ServerThread st = new ServerThread(socket);st.start();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {ss.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

多个客户端

package demo03;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.Socket;
import java.UnknownHostException;public class Client1 {public static void main(String[] args) {//创建通信链路的端点客户端套接字Socket socket  = null;OutputStream os = null;ObjectOutputStream oos =null;InputStream is =null;BufferedReader br =null;try {socket  = new Socket("127.0.0.1", 10088);//获取输出流将数据发送出去os &#OutputStream();//准备Student类对象Student stu = new Student("张三",19);oos = new ObjectOutputStream(os);oos.writeObject(stu);System.out.println("我是客户端1，我将数据发送完毕");//关闭通道socket.shutdownOutput();//客户端需要通过输入流读取服务器端发送过来的消息is &#InputStream();br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String result &#adLine();System.out.println("我是客户端1，接收到的服务器端响应信息为："+result);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {br.close();is.close();oos.close();os.close();socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

package demo03;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.Socket;
import java.UnknownHostException;public class Client2 {public static void main(String[] args) {//创建通信链路的端点客户端套接字Socket socket  = null;OutputStream os = null;ObjectOutputStream oos =null;InputStream is =null;BufferedReader br =null;try {socket  = new Socket("127.0.0.1", 10088);//获取输出流将数据发送出去os &#OutputStream();//准备Student类对象Student stu = new Student("李四",22);oos = new ObjectOutputStream(os);oos.writeObject(stu);System.out.println("我是客户端2，我将数据发送完毕");//关闭通道socket.shutdownOutput();//客户端需要通过输入流读取服务器端发送过来的消息is &#InputStream();br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String result &#adLine();System.out.println("我是客户端2，接收到的服务器端响应信息为："+result);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {br.close();is.close();oos.close();os.close();socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

 

package demo03;import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.Socket;
import java.UnknownHostException;public class Client3 {public static void main(String[] args) {//创建通信链路的端点客户端套接字Socket socket  = null;OutputStream os = null;ObjectOutputStream oos =null;InputStream is =null;BufferedReader br =null;try {socket  = new Socket("127.0.0.1", 10088);//获取输出流将数据发送出去os &#OutputStream();//准备Student类对象Student stu = new Student("如花",16);oos = new ObjectOutputStream(os);oos.writeObject(stu);System.out.println("我是客户端3，我将数据发送完毕");//关闭通道socket.shutdownOutput();//客户端需要通过输入流读取服务器端发送过来的消息is &#InputStream();br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));String result &#adLine();System.out.println("我是客户端3，接收到的服务器端响应信息为："+result);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{try {br.close();is.close();oos.close();os.close();socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}

UDP数据报

        套接字是基于TCP协议的网络通信，即客户端程序和服务器端程序是有 连接的，双方的信息是通过程序中的输入、输出流来交互的，使得接收方收到信息的顺序和发送方发送信息的顺序完全相同，就像生活中双方使用电话进行信息交互一样。

        本节介绍Java中基于UDP (用户数据报协议)协议的网络信息传输方式。基于UDP的通信和基于TCP的通信不同，基于UDP的信息传递更快，但不提供可靠性保证。也就是说,数据在传输时，用户无法知道数据能否正确到达目的地主机，也不能确定数据到达目的地的顺序是否和发送的顺序相同。可以把UDP通信比作生活中的邮递信件，我们不能肯定所发的信件就一定能够到达目的地，也不能肯定到达的顺序是发出时的顺序，可能因为某种原因导致后发出的先到达。既然UDP是一种不可靠的协议，为什么还要使用它呢?如果要求数据必须绝对准确地到达目的地，显然不能选择UDP协议来通信。但有时候人们需要较快速地传输信息，并能容忍小的错误，就可以考虑使用UDP协议。

        基于UDP通信的基本模式是:

                将数据打包(好比将信件装入信封一-样)，称为数据包，然后将数据包发往目的地。

                接收发来的数据包(好比接收信封一样)，然后查看数据包中的内容。

基于UDP协议的Socket编程 

        基于UDP协议的Socket网络编程步骤

                利用 DatagramPacket 对象封装数据包

                利用 DatagramSocket 发送数据包

                利用 DatagramSocket 接收数据包

                利用 DatagramPacket 处理数据包

package demo04;import java.io.IOException;
import java.DatagramPacket;
import java.DatagramSocket;
import java.SocketAddress;
import java.SocketException;/*** 服务器端* */
public class LoginServer {public static void main(String[] args) {byte[] infos=new byte[1024];DatagramPacket dp=new DatagramPacket(infos, infos.length);DatagramSocket socket=null;try {socket=new DatagramSocket(5000);//接收客户端的数据包，并将信息封装在dp中ive(dp);//构建一个字符串String info=new Data(),Data().length);System.out.println("客户端说："+info);//给客户端一个响应String reply="您好，我在，请说！";//客户端的地址SocketAddress sa&#SocketAddress();//打一个包裹DatagramPacket dp1=new Bytes(),Bytes().length,sa);//将包裹寄走socket.send(dp1);} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{socket.close();}}
}

 

package demo04;import java.io.IOException;
import java.DatagramPacket;
import java.DatagramSocket;
import java.InetAddress;
import java.SocketException;
import java.UnknownHostException;/** 客户端* */
public class LoginClient {public static void main(String[] args) {String info="您好，我想咨询一个问题！";byte[] infos&#Bytes();DatagramSocket socket=null;try {InetAddress ia&#ByName("localhost");//构建客户端要发送的数据包对象DatagramPacket dp=new DatagramPacket(infos, infos.length,ia,5000);//客户端需要一个DatagramSocket对象socket=new DatagramSocket();//通过DatagramSocket对象发送数据包到服务器socket.send(dp);//接收服务器的响应byte[] replys=new byte[1024];DatagramPacket dp1=new DatagramPacket(replys, replys.length);ive(dp1);String reply=new Data(),Data().length);System.out.println("服务器回应："+reply);} catch (UnknownHostException e) {e.printStackTrace();} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally{//释放资源socket.close();}}
}

 TCP与UDP的主要区别：

	TCP	UDP
是否连接	面向连接	面向非连接
传输可靠性	可靠	不可靠
速度	慢	快