网络编程

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网络编程：

网络模型：

       OSI（Open System Interconnection开放系统互连）参考模型
     TCP/IP参考模型

网络通讯三要素： IP地址，端口号，传输协议

TCP/IP参考模型分为四层: 应用层,传输层,网际层,主机至网络层
OSI参考模型分为七层: 应该层,表示层,会话层,传输层,网络层,物理层

                           

OSI参考模型的七层概述：

1.物理层：主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。 
2.数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。 
3.网络层：主要将从下层接收到的数据进行IP地址（例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。 
4.传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。 
5.会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名） 
6.表示层：主要是进行对接收的数据进行解释、加密与解密、压缩与解压缩等（也就是把计算机能够识别的东西转换成人能够能识别的东西（如图片、声音等）。 
7.应用层： 主要是一些终端的应用，比如说FTP（各种文件下载），WEB（IE浏览），QQ之类的（可以把它理解成我们在电脑屏幕上可以看到的东西．就是终端应用）。

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
    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

TCP和UDP
    UDP: 将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接,速度快。每个数据报的大小在限制在64k内。因无连接，是不可靠协议。
    TCP: 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，速度慢,效率会稍低。

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传输步骤：

     1，利用DatagramSocket建立发送端和接收端。
     2，利用DatagramPacket建立数据包，将UDP中的数据封装在数据包中进行发送和接收。

     3，调用Socket的发送(send)和接收(recieve)方法。

     4,关闭Socket。
注意：发送端与接收端是两个独立的运行程序。

发送端：

    在发送端，要在数据包对象中明确目的地的IP及端口。

发送端代码演示：

import java.io.IOException;import java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;import java.net.InetAddress;import java.net.SocketException;import java.net.UnknownHostException;public class SendDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//建立udp的socket。DatagramSocket ds = new DatagramSocket();//2,确定要发送的具体数据String str = "i love you !!";//因为DatagramPacket中接收的是字节数组，所以将字符串转成字节数组byte[] buf = str.getBytes();//3，创建具体的包对象，将数据封装到数据包中的。DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.100"),10000);//4,将数据包发出ds.send(dp);//5,关闭资源ds.close();}}

接收端：

    在接收端，要指定监听的端口。

接收端代码演示：

import java.io.IOException;import java.net.DatagramPacket;import java.net.DatagramSocket;import java.net.SocketException;public class ReceiveDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1,创建udpSocket服务对象.绑定一个指定端口，给该应用程序分配一个数据标识DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);//2,创建数据包用于存储接收到的数据，并用数据包对象的方法将数据包中的内容进行解析byte[] buf = new byte[1024];DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf, buf.length);//3,接收数据ds.receive(dp);//4,获取数据ip，端口和内容String ip = dp.getAddress().getHostAddress();int port = dp.getPort();byte[] data = dp.getData();String test = new String(data,0,dp.getLength());System.out.println(ip+":"+port+"::"+test);//5,关闭资源ds.close();}}

 

TCP传输步骤：

    1，利用Socket和ServerSocket建立客户端和服务器端对象。

    2，建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输。

    3，关闭Socket。

同样的，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Client）
    1，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。

    2，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。
    3，与服务端通讯结束后，关闭Socket。

基本思路（服务端Server）
    1，服务端需要明确它要处理的数据是从哪个端口进入的。
    2，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。
    3，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。

客户端代码演示：

import java.io.IOException;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;import java.net.UnknownHostException;public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {//1,创建客户端对象。Socket s = new Socket("192.168.1.100", 10000);//2,创建输出流对象OutputStream out = s.getOutputStream();out.write("准备连接服务端".getBytes());s.close();}}

服务端: 建立服务端需要监听一个端口。

服务端代码演示：

import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//1,创建TCP服务端ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);//2,获取客户端对象Socket s = ss.accept();String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println(ip+"......connected");//3,通过客户端的读取流来获取客户端数据InputStream in = s.getInputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = in.read(buf);String text = new String(buf,0,len);System.out.println(text);s.close();ss.close();}}

对于Web服务器而言，当有多个客户端同时访问服务器时，服务端会将每一个客户端都封装在一个线程中，这样可以避免客户端等待的情况。

TCP传输最容易出现的问题：
    客户端连接上服务端，两端都在等待，没有任何数据传输。
    通过例程分析：因为read方法或者readLine方法是阻塞式。

解决办法：

     1，自定义结束标记。

     2，使用shutdownInput，shutdownOutput方法。

 

增强练习：多次上传图片，上传完成服务端反馈信息

服务端：

import java.io.File;import java.io.FileOutputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;public class UploadServer {public static void main(String[] args) throws IOException {// 创建服务器对象   ServerSocket ss = new ServerSocket(10005);// 监听并接收客户端  Socket s = ss.accept();//阻塞，等待String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();System.out.println(ip+".....已连接");//源。网络InputStream in = s.getInputStream();File dir = new File("src\\Net\\tempfile\\myPic");if(!dir.exists())dir.mkdir();int count = 1 ;File file = new File(dir,ip+".png");while(file.exists())file = new File(dir,ip+"("+(count++)+")"+".png");//目的。FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);byte[] buf = new byte[1024];int len = 0 ;while((len=in.read(buf))!=-1){fos.write(buf, 0, len);}OutputStream out = s.getOutputStream();out.write("上传成功".getBytes());fos.close();s.close();ss.close();}}

在现实应用中，服务端是不关闭的。

客户端：

import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.io.OutputStream;import java.net.Socket;import java.net.UnknownHostException;public class UploadClient {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {//创建Socket服务Socket s = new Socket("192.168.1.100",10005);//源。FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\Net\\tempfile\\1.png");//目的。网络OutputStream out = s.getOutputStream();byte[] buf = new byte[1024];int len = 0 ;while((len=fis.read(buf))!=-1){out.write(buf, 0, len);}//定义结束标记s.shutdownOutput();//获取服务端反馈的信息InputStream in = s.getInputStream();byte[] bufin = new byte[1024];int lenIn = in.read(bufin);String info = new String(bufin,0,lenIn);System.out.println(info);fis.close();s.close();}}

在创建客户端的时候可能存在的问题就是服务端没有反馈信息，为什么呢？

      因为在文件发送完毕后，服务器并不知道已经发送完了，还在等待客户端继续发送数据。

所以客户端数据发送完毕后应该给服务器一个结束提示。 可以通过自定义结束标记。但是这样做并不好，因为客户端要发送的数据中可能有一行正好是我们的标记。所以我们采用另一种方式就是使用Socket对象本身提供的标记

shutdownInput，shutdownOutput方法。

 

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