【23】网络编程1_UDP数据传输，TCP数据传输

9 网络编程

 

网络模型

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

网络通讯要素

IP地址

端口号

传输协议

网络编程一般在传输层和网际层中

web开发一般在应用层

 

9.1网络通讯要素

IP地址:InetAddress

网络中设备的标识

不易记忆，可用主机名例如www.baidu.com www是万维网组织

本地回环地址：127.0.0.1  主机名：localhost

端口号

用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识

有效端口：0~65535，其中0~1024系统使用或保留端口。

传输协议

通讯的规则

常见协议：TCP，UDP

 

IntAddress类中常用的方法

         IntAddress id = IntAddress .getByName(“www.baidu.com”);//返回指定主机IP地址

         System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());//返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）

         System.out.println("name:"+ia.getHostName());//获取此 IP 地址的主机名

 

 

练习一：IP地址，主机名获取方法

import java.net.*; class  IPDemo{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   //InetAddress i =InetAddress.getLocalHost(); //               System.out.println(i.toString());//               System.out.println("address:"+i.getHostAddress());//               System.out.println("name:"+i.getHostName());                    InetAddress ia =InetAddress.getByName("thinkpad-sl400");//返回指定主机IP地址         System.out.println("address:"+ia.getHostAddress());//返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）         System.out.println("name:"+ia.getHostName());//获取此 IP 地址的主机名            }}

9.2 TCP和UDP

UDP特点：

将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接

每个数据报的大小在限制在64k内

因无连接，是不可靠协议

不需要建立连接，速度快

例子：一般IM软件QQ，FQ飞秋，视频会议，桌面共享是UDP传输的

TCP特点：

建立连接，形成传输数据的通道。

在连接中进行大数据量传输

通过三次握手完成连接，是可靠协议

必须建立连接，效率会稍低

 

9.3  Socket

Socket就是为网络服务提供的一种机制。

通信的两端都有Socket。

网络通信其实就是Socket间的通信。

数据在两个Socket间通过IO传输。

 

UDP传输

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。

发送端与接收端是两个独立的运行程序。

 

练习二：发送，接受数据

 

 

import java.net.*; /*需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去。，定义一个udp发送端。思路：1，建立updsocket服务。2，提供数据，并将数据封装到数据包中。3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去。4，关闭资源。 */  class  UdpSend{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                  //1，创建udp服务。通过DatagramSocket对象。                   DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);                    //2，确定数据，并封装成数据包。DatagramPacket(byte[] buf, int length,InetAddress address, int port)                    byte[] buf = "udp ge menlai le ".getBytes();                   DatagramPacket dp =                            new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),10000);                    //3，通过socket服务，将已有的数据包发送出去。通过send方法。                   ds.send(dp);                    //4，关闭资源。                    ds.close();          }} /*需求：定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的。  定义udp的接收端。思路：1，定义udpsocket服务。通常会监听一个端口。其实就是给这个接收网络应用程序定义数字标识。         方便于明确哪些数据过来该应用程序可以处理。 2，定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据。因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息。3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中。4，通过数据包对象的特有功能。将这些不同的数据取出。打印在控制台上。5，关闭资源。 */  class  UdpRece{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   //1,创建udp socket，建立端点。                   DatagramSocket ds = newDatagramSocket(10000);                   while(true)                   {                   //2,定义数据包。用于存储数据。                   byte[] buf = new byte[1024];                   DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);                    //3，通过服务的receive方法将收到数据存入数据包中。                   ds.receive(dp);//阻塞式方法。                                      //4，通过数据包的方法获取其中的数据。                   String ip =dp.getAddress().getHostAddress();                    String data = newString(dp.getData(),0,dp.getLength());                    int port = dp.getPort();                    System.out.println(ip+"::"+data+"::"+port);                    }                   //5，关闭资源                   //ds.close();          }}

 

 

192.168.1.1255  中的255 为一个段号中的广播，可以给这个段的所有IP发送数据

 

练习三：UDP简单聊天的功能

 

 

import java.net.*;import java.io.*;class  UdpSend2{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   DatagramSocket ds = newDatagramSocket();                    BufferedReader bufr =                            new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));                    String line = null;                    while((line=bufr.readLine())!=null)                   {                            if("886".equals(line))                                     break;                             byte[] buf =line.getBytes();                             DatagramPacket dp =                                     new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10001);                             ds.send(dp);                   }                   ds.close();         }}   class  UdpRece2{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   DatagramSocket ds = newDatagramSocket(10001);                    while(true)                   {                            byte[] buf = newbyte[1024];                            DatagramPacket dp =new DatagramPacket(buf,buf.length);                             ds.receive(dp);                             String ip =dp.getAddress().getHostAddress();                            String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());                                                        System.out.println(ip+"::"+data);                   }         }}

 

练习四：UDP编写一个聊天程序

 

/*编写一个聊天程序。有收数据的部分，和发数据的部分。这两部分需要同时执行。那就需要用到多线程技术。一个线程控制收，一个线程控制发。 因为收和发动作是不一致的，所以要定义两个run方法。而且这两个方法要封装到不同的类中。 */import java.io.*;import java.net.*;class Send implements Runnable{         private DatagramSocket ds;         public Send(DatagramSocket ds)         {                   this.ds = ds;         }           public void run()         {                   try                   {                            BufferedReader bufr= new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));                             String line = null;                             while((line=bufr.readLine())!=null)                            {                                                                          byte[] buf= line.getBytes();                                      DatagramPacketdp =                                               newDatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.255"),10002);                                      ds.send(dp);                                      if("886".equals(line))                                               break;                            }                   }                   catch (Exception e)                   {                            throw newRuntimeException("发送端失败");                   }         }} class Rece implements Runnable{          private DatagramSocket ds;         public Rece(DatagramSocket ds)         {                   this.ds = ds;         }         public void run()         {                   try                   {                            while(true)                            {                                     byte[] buf= new byte[1024];                                     DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);                                      ds.receive(dp);                                       String ip =dp.getAddress().getHostAddress();                                      String data= new String(dp.getData(),0,dp.getLength());                                      if("886".equals(data))                                     {                                               System.out.println(ip+"....离开聊天室");                                               break;                                     }                                       System.out.println(ip+":"+data);                            }                   }                   catch (Exception e)                   {                            throw new RuntimeException("接收端失败");                   }         }}  class  ChatDemo{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   DatagramSocket sendSocket =new DatagramSocket();                   DatagramSocket receSocket =new DatagramSocket(10002);                    new Thread(newSend(sendSocket)).start();                   new Thread(newRece(receSocket)).start();          }}

 

9.4  TCP传输

Socket和ServerSocket

建立客户端和服务器端

建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输

关闭socket

同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序。

 

基本思路（客户端）

客户端需要明确服务器的ip地址以及端口，这样才可以去试着建立连接，如果连接失败，会出现异常。

连接成功，说明客户端与服务端建立了通道，那么通过IO流就可以进行数据的传输，而Socket对象已经提供了输入流和输出流对象，通过getInputStream(),getOutputStream()获取即可。

与服务端通讯结束后，关闭Socket。

 

基本思路（服务端）

服务端需要明确它要处理的数据是从哪个端口进入的。

当有客户端访问时，要明确是哪个客户端，可通过accept()获取已连接的客户端对象，并通过该对象与客户端通过IO流进行数据传输。

当该客户端访问结束，关闭该客户端。

 

客户端

通过Socket建立对象并指定要连接的服务端主机以及端口。

Socket s = new Socket(“192.168.1.1”,9999);

OutputStream out = s.getOutputStream();

out.write(“hello”.getBytes());

s.close();

 

服务端

建立服务端需要监听一个端口

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();

 

练习五：tcp传输数据

 

/*演示tcp传输。  1．tcp分客户端和服务端。2．客户端对应的对象是Socket。         服务端对应的对象是ServerSocket。 客户端，通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机。因为tcp是面向连接的。所以在建立socket服务时，就要有服务端存在，并连接成功。形成通路后，在该通道进行数据的传输。  需求：给服务端发送给一个文本数据。 步骤：1，创建Socket服务。并指定要连接的主机和端口。 */import java.io.*;import java.net.*;class  TcpClient{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   //创建客户端的socket服务。指定目的主机和端口                   Socket s = newSocket("192.168.1.254",10003);                                     //为了发送数据，应该获取socket流中的输出流。                   OutputStream out =s.getOutputStream();                    out.write("tcp ge menlai le ".getBytes());                     s.close();         }}  /*需求：定义端点接收数据并打印在控制台上。 服务端:1，建立服务端的socket服务。ServerSocket();         并监听一个端口。2，获取连接过来的客户端对象。         通过ServerSokcet的 accept方法。没有连接就会等，所以这个方法阻塞式的。3，客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到该客户端对象的读取流来读取发过来的数据。         并打印在控制台。 4，关闭服务端。（可选）  */class  TcpServer{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   //建立服务端socket服务。并监听一个端口。                   ServerSocket ss = newServerSocket(10003);                    //通过accept方法获取连接过来的客户端对象。                   while(true)                   {                   Socket s = ss.accept();                    String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();                   System.out.println(ip+".....connected");                    //获取客户端发送过来的数据，那么要使用客户端对象的读取流来读取数据。                   InputStream in =s.getInputStream();                                     byte[] buf = new byte[1024];                   int len = in.read(buf);                    System.out.println(newString(buf,0,len));                    s.close();//关闭客户端.                   }                   //ss.close();         }}

 

练习六：tcp的传输的客户端和服务端的互访

 

import java.io.*;import java.net.*;/*演示tcp的传输的客户端和服务端的互访。 需求：客户端给服务端发送数据，服务端收到后，给客户端反馈信息。 */ /*客户端：1，建立socket服务。指定要连接主机和端口。2，获取socket流中的输出流。将数据写到该流中。通过网络发送给服务端。3，获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印。4，关闭客户端资源。 */classTcpClient2{         public static void main(String[]args)throws Exception         {                   Socket s = new Socket("192.168.1.254",10004);                                     OutputStream out =s.getOutputStream();                    out.write("服务端，你好".getBytes());                                      InputStream in =s.getInputStream();                    byte[] buf = new byte[1024];                    int len = in.read(buf);                    System.out.println(new String(buf,0,len));                    s.close();         }}  classTcpServer2{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   ServerSocket ss = newServerSocket(10004);                    Socket s = ss.accept();                    String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();                   System.out.println(ip+"....connected");                   InputStream in =s.getInputStream();                    byte[] buf = new byte[1024];                    int len = in.read(buf);                    System.out.println(newString(buf,0,len));                     OutputStream out =s.getOutputStream();                     Thread.sleep(10000);                   out.write("哥们收到,你也好".getBytes());                    s.close();                    ss.close();         }}

 

 

练习七：建立一个文本转换服务器

 /* 需求：建立一个文本转换服务器。客户端给服务端发送文本，服务单会将文本转成大写在返回给客户端。而且客户度可以不断的进行文本转换。当客户端输入over时，转换结束。 分析：客户端：既然是操作设备上的数据，那么就可以使用io技术，并按照io的操作规律来思考。源：键盘录入。目的：网络设备，网络输出流。而且操作的是文本数据。可以选择字符流。 步骤1，建立服务。2，获取键盘录入。3，将数据发给服务端。4，后去服务端返回的大写数据。5，结束，关资源。 都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，加入缓冲。  */import java.io.*;import java.net.*; class  TransClient{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   Socket s = newSocket("192.168.1.254",10005);                     //定义读取键盘数据的流对象。                   BufferedReader bufr =                            newBufferedReader(new InputStreamReader(System.in));                     //定义目的，将数据写入到socket输出流。发给服务端。                   //BufferedWriter bufOut =                            //newBufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));                   PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);                      //定义一个socket读取流，读取服务端返回的大写信息。                   BufferedReader bufIn =                            newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));                    String line = null;                                     while((line=bufr.readLine())!=null)                   {                            if("over".equals(line))                                     break;                                                       out.println(line);//                         bufOut.write(line);//                         bufOut.newLine();//                         bufOut.flush();                             String str=bufIn.readLine();                            System.out.println("server:"+str);                                              }                    bufr.close();                   s.close();           }}/* 服务端：源：socket读取流。目的：socket输出流。都是文本，装饰。   */ class  TransServer{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   ServerSocket ss = newServerSocket(10005);                    Socket s = ss.accept();                   String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();                   System.out.println(ip+"....connected");                    //读取socket读取流中的数据。                   BufferedReader bufIn =                            newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));                    //目的。socket输出流。将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端。                   //BufferedWriter bufOut =                            //newBufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));                    PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);                    String line = null;                   while((line=bufIn.readLine())!=null)                   {                             System.out.println(line);                             out.println(line.toUpperCase());//                         bufOut.write(line.toUpperCase());//                         bufOut.newLine();//                         bufOut.flush();                   }                    s.close();                   ss.close();          }}/*该例子出现的问题。现象：客户端和服务端都在莫名的等待。为什么呢？因为客户端和服务端都有阻塞式方法。这些方法么没有读到结束标记。那么就一直等而导致两端，都在等待。  */ 

 

练习八：客户端上传到服务器一个字符流文件，服务器返回上传是否成功

 

这个例子主要是注意：结束标记

1.      自定义一个技术标记，比如“over”

2.      客户端先传给服务端一个时间标记，当服务端读到这个时间标记，就结束读取客户端

3.      直接利用Socket中的shutdownOutput或者shutdownInput方法，相当于给流中加入一个结束标记-1

 

 

import java.io.*;import java.net.*; class  TextClient{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   Socket s = new Socket("192.168.1.254",10006);                    BufferedReader bufr =                            newBufferedReader(new FileReader("IPDemo.java"));                      PrintWriter out = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);                     String line = null;                   while((line=bufr.readLine())!=null)                   {                            out.println(line);                   }                    s.shutdownOutput();//关闭客户端的输出流。相当于给流中加入一个结束标记-1.                                      BufferedReader bufIn = newBufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));                    String str =bufIn.readLine();                   System.out.println(str);                    bufr.close();                    s.close();         }}class  TextServer{         public static void main(String[] args)throws Exception         {                   ServerSocket ss = newServerSocket(10006);                    Socket s = ss.accept();                   String ip =s.getInetAddress().getHostAddress();                   System.out.println(ip+"....connected");                    BufferedReaderbufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));                    PrintWriter out  = new PrintWriter(newFileWriter("server.txt"),true);                    String line = null;                    while((line=bufIn.readLine())!=null)                   {                            //if("over".equals(line))                                     //break;                            out.println(line);                   }                    PrintWriter pw = newPrintWriter(s.getOutputStream(),true);                   pw.println("上传成功");                     out.close();                   s.close();                   ss.close();          }}