网络通信协议、UDP通信、TCP通信
网络通信协议
网络通信协议有很多种,目前应用最广泛的是TCP/IP协议,它是一个包括TCP协议和IP协议,UDP协议和其它一些协议的协议组。
IP地址和端口号
目前,IP地址广泛使用的版本是IPv4,它是由4个字节大小的二进制数来表示,如:00001010000000000000000000000001。
通常会将IP地址写成十进制的形式,每个字节用一个十进制数字(0-255)表示,数字间用符号“.”分开,如 “192.168.1.100”。
通过IP地址可以连接到指定计算机,但如果想访问目标计算机中的某个应用程序,还需要指定端口号。
在计算机中,不同的应用程序是通过端口号区分的。端口号是用两个字节(16位的二进制数)表示的,它的取值范围是0~65535,其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,用户的普通应用程序需要使用1024以上的端口号,从而避免端口号被另外一个应用或服务所占用。
InetAddress类
代码演示
public class Example01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
InetAddress local = InetAddress.getLocalHost();
//主机名+ip地址 SKY-20180615SFM/192.168.1.131
InetAddress remote = InetAddress.getByName("SKY-20180615SFM");
System.out.println("本机的IP地址:" + local.getHostAddress());
System.out.println("oracle的IP地址:" + remote.getHostAddress());
System.out.println("oracle的主机名为:" + remote.getHostName());
}
}
UDP协议
UDP是无连接通信协议,即在数据传输时,数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说,当一台计算机向另外一台计算机发送数据时,发送端不会确认接收端是否存在,就会发出数据,同样接收端在收到数据时,也不会向发送端反馈是否收到数据。(类似电台广播)
UDP传输数据被限制在64K以内。
TCP协议
TCP协议是面向连接的通信协议,即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
“三次握手”连接:
第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认,
第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求,
第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接。
二、 UDP通信
UDP是一种面向无连接的协议,因此,在通信时发送端和接收端不用建立连接。
1、DatagramPacket类
UDP通信的过程就像是货运公司在两个码头间发送货物一样。发送和接收的数据,需要使用“集装箱”进行打包,为此JDK中提供了一个DatagramPacket类,该类的实例对象就相当于一个集装箱,用于封装UDP通信中发送或者接收的数据。
构造方法
使用该构造方法在创建DatagramPacket对象时,指定了封装数据的字节数组和数据的大小,没有指定IP地址和端口号。
这样的对象只能用于接收端,不能用于发送端。因为发送端一定要明确指出数据的目的地(ip地址和端口号),而接收端不需要明确知道数据的来源,只需要接收到数据即可。
使用该构造方法在创建DatagramPacket对象时,不仅指定了封装数据的字节数组和数据的大小,还指定了数据包的目标IP地址(addr)和端口号(port)。
该对象通常用于发送端,因为在发送数据时必须指定接收端的IP地址和端口号,就好像发送货物的集装箱上面必须标明接收人的地址一样。
常用方法:
2、DatagramSocket类
DatagramSocket类的作用就类似于码头,发送“集装箱”,使用这个类的实例对象就可以发送和接收DatagramPacket数据包。
构造方法:
该构造方法用于创建发送端的DatagramSocket对象,在创建DatagramSocket对象时,并没有指定端口号,此时,系统会分配一个没有被其它网络程序所使用的端口号。
该构造方法既可用于创建接收端的DatagramSocket对象,又可以创建发送端的DatagramSocket对象,在创建接收端的DatagramSocket对象时,必须要指定一个端口号,这样就可以监听指定的端口。
常用方法
3、UDP网络程序
UDP发送端与接收端交互图解
代码实例:
UDP完成数据的发送
/*
* 发送端
* 1,创建DatagramPacket对象,封装数据,接收的地址和端口
* 2,创建DatagramSocket对象
* 3,调用DatagramSocket中的send方法,发送数据包
* 4,关闭资源DatagramSocket
*/
public class UDPSend {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.打包
//明确发送数据
byte[] bytes="你好吗?".getBytes();
//创建DatagramPacket对象,并封装数据
InetAddress inet=InetAddress.getByName("127.0.0.1");
//2、装包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length,inet,6666);
//创建快递公司(创建DatagramSocket对象)
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();
//3、发送
ds.send(dp);
//释放资源
ds.close();
}
}
UDP完成数据的接收
/*
* UDP接收端
*
* 1,创建DatagramSocket对象,绑定端口号(要和发送端端口号一致)
* 2,创建字节数组,接收发来的数据
* 3,创建数据包对象DatagramPacket
* 4,调用DatagramSocket对象方法receive(DatagramPacket dp)接收数据,数据放在数据包中
* 5,拆包
发送的IP地址
数据包对象DatagramPacket方法getAddress()获取的是发送端的IP地址对象
返回值是InetAddress对象
接收到的字节个数
数据包对象DatagramPacket方法getLength()
发送方的端口号
数据包对象DatagramPacket方法getPort()发送端口
* 6,关闭资源
*/
public class UDPRecieve {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//明确端口号
DatagramSocket ds=new DatagramSocket(6666);
//创建接受数据的字节数组
byte[] bytes=new byte[1024];
//创建接受的数据包
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);
//接收
ds.receive(dp);
//获取接收包的数据
//谁发来的数据 getAddress()
InetAddress ipAddress = dp.getAddress();
String ip = ipAddress.getHostAddress();//获取到了IP地址
int port=dp.getPort();//获取端口号
int length=dp.getLength();//获取实时长度
//显示收到的数据
String dataStr = new String(bytes,0,length);
System.out.println("ip地址为:"+ip+"端口号为:"+port+"发送内容为:"+dataStr ;
ds.close();//释放资源
} }
三、TCP通信
TCP通信是严格区分客户端与服务器端的,在通信时,必须先由客户端去连接服务器端才能实现通信,服务器端不可以主动连接客户端,并且服务器端程序需要事先启动,等待客户端的连接。
在JDK中提供了两个类用于实现TCP程序,一个是ServerSocket类,用于表示服务器端,一个是Socket类,用于表示客户端。
通信时,首先创建代表服务器端的ServerSocket对象,该对象相当于开启一个服务,并等待客户端的连接,然后创建代表客户端的Socket对象向服务器端发出连接请求,服务器端响应请求,两者建立连接开始通信。
1、ServerSocket类
该类的实例对象可以实现一个服务器段的程序
构造方法
使用该构造方法在创建ServerSocket对象时,就可以将其绑定到一个指定的端口号上(参数port就是端口号)。
常用方法
ServerSocket对象负责监听某台计算机的某个端口号,在创建ServerSocket对象后,需要继续调用该对象的accept()方法,接收来自客户端的请求。当执行了accept()方法之后,服务器端程序会发生阻塞,直到客户端发出连接请求,accept()方法才会返回一个Scoket对象用于和客户端实现通信,程序才能继续向下执行。
2、 Socket类
构造方法
使用该构造方法在创建Socket对象时,会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序,其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。(常用方法)
该方法使用上与上一个类似,参数address用于接收一个InetAddress类型的对象,该对象用于封装一个IP地址。
常用方法
在Socket类的常用方法中,getInputStream()和getOutStream()方法分别用于获取输入流和输出流。当客户端和服务端建立连接后,数据是以IO流的形式进行交互的,从而实现通信。
3、 简单的TCP网络程序
要实现TCP通信需要创建一个服务器端程序和一个客户端程序,为了保证数据传输的安全性,首先需要实现服务器端程序。
实现服务器端程序
/* 1,创建服务器ServerSocket对象(指定服务器端口号)
* 2,开启服务器了,等待客户端的连接,当客户端连接后,可以获取到连接服务器的客户端Socket对象
* 3,给客户端反馈信息
* 4,关闭流资源
*/
public class TCPServer {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// 创建服务器套接字(ServerSocket)
ServerSocket server=new ServerSocket(7776);
//调用accept方法与客户端创建连接,当客户端连接后,可以获取到连接服务器的客户端Socket对象
Socket socket=server.accept();
//获取客户端的输入流
InputStream in=socket.getInputStream();
//创建接收数据的字符数组
byte[] bytes=new byte[1024];
//写入
int len=in.read(bytes);
//显示收到的数据
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//服务器给客户端回复
//获取客户端的输出流
OutputStream out =socket.getOutputStream();
//反馈给客户端信息
out.write("收到!".getBytes());
server.close();//服务器流 通常都是不关闭的
} }
编写客户端程序。
/*
*OutputStream getOutputStream() 返回套接字的输出流
* 作用:将数据输出,输出到服务器
* InputStream getInputStream() 返回套接字的输入流
* 作用:从服务器端读取数据 * 客户端服务器数据交换,必须使用套接字对象Socket中的获取的IO流,自己new流,不行
*/
public class TCOClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//创建Socket对象,连接服务器(指定要连接的服务器地址与端口号)
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",7776);
//通过客户端套接字对象Socket,中的获取字节输出流的方法
OutputStream out=socket.getOutputStream();
//将数据写向服务器
out.write("服务器你好".getBytes());
//接收服务器回复
InputStream in=socket.getInputStream();
byte[] bytes=new byte[1024];
int len=in.read(bytes);
//显示接收内容
System.out.println(new String(bytes,0,len));
//释放资源
socket.close();
}
}
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