Java 网络编程(TCP/UDP)

男娘i 2022-04-22 06:16 429阅读 0赞

### 网络协议 ###

### OSI七层模型(从下到上) ###

*  物理层
 *  数据链路层
 *  网络层
 *  传输层
 *  会话层
 *  表示层
 *  应用层

### TCP/IP四层模型(从下到上) ###

*  链路层
 *  网络层
 *  传输层
 *  应用层

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### 基本的网络接口 ###

#### 使用InetAddress ####

###### 两个子类 Inet4Address 和Inet6Address --分别对应IPV4和IPV6 ######

InetAddress提供公共的构造器，提供了几个公共的静态方法获得InetAddress对象
    		InetAddress localhost = InetAddress.getLocalHost();
    		
    		byte[] addr = {(byte) 192,(byte) 168,88,1};
    		InetAddress byAddress = InetAddress.getByAddress(addr);
    	
    		InetAddress byName = InetAddress.getByName("LAPTOP-3PKRMNI5");

InetAddress提供的常用方法：

*  public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
 *  public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名
 *  public String getCanonicalHostName()：获取此 IP 地址的完全限定域名
 *  public boolean isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址。

InetAddress localhost = InetAddress.getLocalHost();
    	    String hostName = localhost.getHostName();
    	    String hostAddress = localhost.getHostAddress();
    	    System.out.println(hostName);
    	    System.out.println(hostAddress);

#### 使用URL ####

URI:表示一个统一资源标识符引用，用来唯一表示一个资源  
URL:统一资源定位符，是指向互联网资源的指针，URL不仅能表示一个资源，还指明了如何locate这个资源。  
url组成：  
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>\#片段名  
<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>？参数列表

#### URL构造方法： ####

@Test
    	public void test3() throws Exception{
    		URL url = new URL("www.baidu.com/");
    		//public URL(URL context, String spec)：
    		url = new URL(url, "download.html");//通过一个基准url和spec拼接部分的url进行组合一块
    		//public URL(String protocol, String host, String file); 
    		url = new URL("http","baidu","download.html");//三部分进行拼接
    		//public URL(String protocol, String host, int port, String file); 
    		url = new URL("http", "baidu", 8080, "download.hml");	
    	}

#### URL常用方法： ####

*  string getProtocol():获取url的协议名
 *  String getHost():获取主机名
 *  String getPort():获取URL端口号
 *  String getPath()：获取URL的文件路径，服务器下的资源文件路径
 *  String getFile():获取URL的文件名
 *  String getRef():获得url在文件中的相对位置
 *  String getQuery()：获得url的查询名
 *  String final InputStream openStream():返回一个从连接读入的inputstream

@Test
    	public void test3() throws Exception{
    		URL url = new URL("http://192.168.34.53:80/web1/index.html");
    		System.out.println("协议:"+url.getProtocol());
    		System.out.println("主机名:"+url.getHost());
    		System.out.println("端口号："+url.getPort());//获取端口号
    		System.out.println("路径名："+url.getPath());//路径名
    		System.out.println("文件名："+url.getFile());
    		System.out.println("锚点"+url.getRef());//锚点
    		System.out.println("查询名："+url.getQuery());//查询名	
    	}

//从百度读取首页资源
    	@Test
    	public void test4() throws IOException{
    		URL url = new URL("http://www.baidu.com/index.html");
    		/*html标签（格式化数据）、css：皮肤（美化数据）、js：互动（交互数据）、数据：*/
    		InputStream input = url.openStream();
    		byte[] data = new byte[1024];
    		int len;
    		while((len=input.read(data))!=-1){
    			System.out.println(new String(data,0,len,"UTF-8"));
    		}
    		input.close();	
    	}

#### URLConnection ####

url的openStream()可以从网上读取数据，但是无法上传数据，给服务器发送数据，如果希望，可使用URLConnection

**步骤**

*  通过URL对象调用openConnection方法创建URLConnection连接对象
 *  处理设置参数和一般请求属性
 *  使用connect方法建立到远程对象的实际连接
 *  远程对象变为可用，远程对象的头字段和内容变为可访问

##### URLConnection的常用方法： #####

*  public InputStream getInputStream()返回从此打开的连接读取的输入流。
 *  public OutputStream getOutputStream()返回写入到此连接的输出流。
 *  public void setDoInput(boolean input)  
    URL 连接可用于输入和/或输出。如果打算使用 URL 连接进行输入，则将 DoInput 标志设置为 true；如果不打算使用，则设置为 false。默认值为 true。

@Test
    	public void test5() throws Exception{
    		URL url = new URL("http://www.baidu.com/index.html");
    		URLConnection uc = url.openConnection();
    		uc.setDoOutput(true);
    		uc.getOutputStream().write("username=admin&password=123".getBytes());;
    		uc.connect();
    		InputStream is = uc.getInputStream();
    		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is, "UTF-8"));
    		String string;
    		while((string = br.readLine())!=null){
    			System.out.println(string);
    		}
    		br.close();
    	}

### Socket ###

分类：

*  流套接字(stream socket):使用tcp提供可依赖的字节流服务
 *  数据报套接字(datagram socket):使用UDP提供 不太可靠的数据报服务

##### 常用构造器 #####

1.  public Socket(InetAddress address,int port):创建一个流套接字并指定IP地址的端口号
2.  public Socket(String host,int port):创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号

#### Socket类的常用方法： ####

*  public InputStream getInputStream():返回此套接字的输入流，可以用于接收消息
 *  public OutputStream getOutputStream():返回此套接字的输出流，可以用于发送消息
 *  public InetAddress getInetAddress()：返回连接到的远程IP地址，如果套接字未连接，返回null
 *  public void close():关闭套接字，套接字被关闭后，便于在网络中使用
 *  publi void sutdownInput()：调用后，返回EOF（文件结束符）
 *  public void shutdownOutput()：禁止套接字的输出流，禁止后，抛出IOException

#### 基于TCP协议的网络编程 ####

TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)被称为一种端对端协议，是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层的通信协议，可以连续传输大量的数据

**步骤**  
**服务器程序的工作过程包含以下五个基本的步骤：**

1.  使用 ServerSocket(int port) ：创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。
2.  调用 accept()方法：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，创建与该客户端的通信套接字对象。否则该方法将一直处于等待状态。
3.  调用 该Socket对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ()：获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。
4.  关闭Socket对象：某客户端访问结束，关闭与之通信的套接字。
5.  关闭ServerSocket：如果不再接收任何客户端的连接的话，调用close()进行关闭。

**客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：**  
6. 创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。  
7. 打开连接到Socket 的输入/出流：使用 getInputStream()方法获得输入流，使用 getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输。  
8. 进行读/写操作：通过输入流读取服务器发送的信息，通过输出流将信息发送给服务器。  
9. 关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接

### UDP协议编程 ###

\#\#\#\#UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)：是一个无连接的传输层协议，提供面向事物的简单不可靠的信息传送服务

###### 特点 ######

*  将数据，源，目的封装成数据包，不需要建立连接
 *  每个数据报的大小限制在64K
 *  因无需连接，故不可靠，速度快

###### 类 ：DatagramSocket 和DatagramPacket 实现了基于UDP协议网络程序 ######

DatagramSocket常用方法：

*  DatagramSocket(int port)
 *  DatagramSocket(int port,InetAddress laddr)
 *  close()关闭此数据报套接字
 *  send(DatagramPacket p)
 *  receive(DatagramPacket p)
 *  getLocalAddress()获取套接字绑定的本地地址
 *  getLocalPort()返回此套接字绑定的本地主机上的端口号
 *  getInetAddress()返回此套接字连接的地址。如果套接字未连接，则返回 null
 *  getPort()返回此套接字的端口

##### DatagramPacket类的常用方法 #####

*  DatagramPacket(byte\[\] buf,int length)， length 参数必须小于等于 buf.length
 *  DatagramPacket(byte\[\] buf,int length,InetAddress address,int port)构造数据报包，用来将长度为 length 的包发送到指定主机上的指定端口号。length 参数必须小于等于 buf.length。
 *  InetAddress getAddress()返回某台机器的 IP 地址
 *  int getPort()返回某台远程主机的端口号
 *  int getPort()返回某台远程主机的端口号
 *  int getLength()返回将要发送或接收到的数据的长度

#### 流程 ####

1.  建立发送端的DatagramSocket，需要指定本端的端口号
2.  建立数据包DatagramPacket  
    数据  
    接收端的IP地址  
    接收端的端口号
3.  调用Socket的发送方法
4.  关闭Socket

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