Java 网络编程

Java 网络编程

OSI参考模型 TCP/IP参考模型 TCP/IP参考模型各层对应协议 应用层 应用层 HTTP、ftp、telnet、DNS… 表示层 应用层 会话层 应用层 传输层 传输层 TCP、UDP、… 网络层 网络层 IP、ICMP、ARP… 数据链路层 数据链路层 Link 物理层 物理层 Link

InetAddress类

1. Internet上的主机有两种方式表示地址：

   • 域名(hostName)：www.atguigu.com
   • IP地址(hostAddress)：202.108.35.210

2. InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。

3. InetAddress类对象含有一个Internet主机地址的域名和IP地址：www.atguigu.com和 202.108.35.210。

4. 域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器（DNS）负责将域名转化成IP地址，这样才能和主机建立连接。——-域名解析

   

TCP/IP协议簇

1. 传输层协议中有两个非常重要的协议：
   
   • 传输控制协议TCP(TransmissionControl Protocol)
   • 用户数据报协议UDP(UserDatagram Protocol)。
2. 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。
3. IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。
4. 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：

使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道

传输前，采用“三次握手”方式，是可靠的

TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端

在连接中可进行大数据量的传输

传输完毕，需释放已建立的连接，效率低

UDP协议：

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内

因无需连接，故是不可靠的

发送数据结束时无需释放资源，速度快

Socket

1. 利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，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

基于Socket的TCP编程

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型如图所示：

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：

创建 Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket类对象。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。

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

按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。

关闭 Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路

客户端创建Socket对象

客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接。Socket的构造方法是：

Socket(String host,int port)throwsUnknownHostException,IOException：向服务器(域名是host。端口号为port)发起TCP连接，若成功，则创建Socket对象，否则抛出异常。

Socket(InetAddressaddress,int port)throws IOException：根据InetAddress对象所表示的IP地址以及端口号port发起连接。

客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

Socket s = new Socket(“192.168.40.165”,9999);OutputStream out = s.getOutputStream();out.write(“hello”.getBytes());s.close();

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：

调用 ServerSocket(intport)：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。

调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字对象。

调用 该Socket类对象的getOutputStream()和getInputStream()：获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。

关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。

服务器建立ServerSocket对象

ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);Socket s = ss.accept ();InputStream in = s.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int num = in.read(buf);String str = new String(buf,0,num);System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);s.close();ss.close();

UDP网络通信

1. 流 程：

   • DatagramSocket与DatagramPacket
   • 建立发送端，接收端
   • 建立数据包
   • 调用Socket的发送、接收方法
   • 关闭Socket

2. 发送端与接收端是两个独立的运行程序

3. 示例：

   发送端：

   DatagramSocket ds = new DatagramSocket();byte[] by = “hello,atguigu.com”.getBytes();DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,0,by.length,    InetAddress.getByName(“127.0.0.1”),10000);ds.send(dp);ds.close();

   接收端: 在接收端，要指定监听的端口。

   DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);byte[] by = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by,by.length);ds.receive(dp);String str = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());System.out.println(str+"--"+dp.getAddress());ds.close();

URL编程

URL(UniformResource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet上某一资源的地址。通过 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5部分组成：

<传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>

例如: http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp

为了表示URL，java.net中实现了类 URL。我们可以通过下面的构造器来初始化一个URL对象：

public URL (String spec)：通过一个表示URL地址的字符串可以构造一个URL对象。例如：URL url = new URL (“http://www.atguigu.com/“);

public URL(URL context, String spec)：通过基 URL 和相对 URL 构造一个 URL 对象。例如：URL downloadUrl = new URL(url, “download.html”)

public URL(Stringprotocol, String host, String file); 例如：new URL(“http”,”www.atguigu.com”, “download.html”);

public URL(Stringprotocol, String host, intport, String file); 例如: URL gamelan = new URL(“http”,”www.atguigu.com”, 80, “download.html”);

类URL的构造方法都声明抛出非运行时异常，必须要对这一异常进行处理，通常是用 try-catch语句进行捕获。

一个URL对象生成后，其属性是不能被改变的，但可以通过它给定的方法来获取这些属性：

public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名

public String getHost( ) 获取该URL的主机名

public String getPort( ) 获取该URL的端口号

public String getPath( ) 获取该URL的文件路径

public String getFile( ) 获取该URL的文件名

public String getRef( ) 获取该URL在文件中的相对位置

public String getQuery( ) 获取该URL的查询名

针对HTTP协议的URLConnection类

1. URL的方法openStream()：能从网络上读取数据

2. 若希望输出数据，例如向服务器端的 CGI （公共网关接口-CommonGatewayInterface-的简称，是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口）程序发送一些数据，则必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，此时需要使用URLConnection 。

3. URLConnection：表示到URL所引用的远程对象的连接。当与一个URL建立连接时，首先要在一个 URL 对象上通过方法 openConnection() 生成对应的 URLConnection 对象。如果连接过程失败，将产生IOException.

   URL netchinaren =new URL (“http://www.atguigu.com/index.shtml“);

   URLConnectonn u = netchinaren.openConnection( );

4. 通过URLConnection对象获取的输入流和输出流，即可以与现有的CGI程序进行交互。