Java基础之网络编程

网络编程：
1、网络编程概述
(1)网络模型
OSI参考模型
TCP/IP参考模型
(2)网络通讯要素
IP地址
端口号
传输协议
(3)网络通讯前提：
**找到对方IP
**数据要发送到指定端口。为了标示不同的应用程序，所以给这些网络应用程序都用数字进行标示
。这个表示就叫端口。
**定义通信规则。这个规则称为通信协议，国际组织定义了通用协议TCP/IP
(4)计算机网络：
是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，
通过通信线路连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，
实现资源共享和信息传递的计算机系统。
(5)IP地址：
IP地址 = 网络号码+主机地址

A类IP地址:第一段号码为网络号码，剩下的三段号码为本地计算机的号码
B类IP地址:前二段号码为网络号码，剩下的二段号码为本地计算机的号码
C类IP地址:前三段号码为网络号码，剩下的一段号码为本地计算机的号码

特殊地址:
127.0.0.1 回环地址,可用于测试本机的网络是否有问题. ping 127.0.0.1
ipconfig:查看本机IP地址
xxx.xxx.xxx.0 网络地址
xxx.xxx.xxx.255 广播地址

A类 1.0.0.1---127.255.255.254 10.X.X.X是私有地址(私有地址就是在互联网上不使用，而被用在局域网络中的地址) (2)127.X.X.X是保留地址，用做循环测试用的。
B类 128.0.0.1---191.255.255.254 172.16.0.0---172.31.255.255是私有地址。169.254.X.X是保留地址。
C类 192.0.0.1---223.255.255.254 192.168.X.X是私有地址
D类 224.0.0.1---239.255.255.254
E类 240.0.0.1---247.255.255.254
(6)各种网络分类方式
A:按网络覆盖范围划分
　　局域网(几米至10公里以内) 　　城域网(10~100公里) 　　广域网(几百公里到几千公里) 　　国际互联网
B:按网络拓扑结构划分
　　总线型网络 　　星形网络 　　环型网络 　　树状网络 　　混合型网络
C:按传输介质划分
　　有线网 　　无线网
D:按网络使用性质划分
　　公用网 　　专用网
(7)虚拟专用网络（Virtual Private Network ，简称VPN)指的是在公用网络上建立专用网络的技术。
其之所以称为虚拟网，主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网
所需的端到端的物理链路，而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台，如Internet、
ATM(异步传输模式〉、Frame Relay （帧中继）等之上的逻辑网络，
用户数据在逻辑链路中传输。它涵盖了跨共享网络或公共网络的封装、
加密和身份验证链接的专用网络的扩展。VPN主要采用了隧道技术、加解密技术、
密钥管理技术和使用者与设备身份认证技术。
(8)网络模型：
****OSI模型
应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据连接层
物理层
****TCP/IP模型
应用层
传输层
网际层
主机至网络层
2、TCP和UDP
(1)UDP和TCP的区别：
UDP
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
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，效率会稍低
注：三次握手：
第一次：我问你在么？
第二次：你回答在。
第三次：我反馈哦我知道你在。
3、Socket(UDP传输)
**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。
**玩Socket主要就是记住流程，代码查文档就行
(1)UDP传输：DatagramSocket与DatagramPacket
**发送端：
建立DatagramSocket服务；
提供数据，并将数据封装到字节数组中；
创建DatagramPacket数据包，并把数据封装到包中，同时指定IP和接收端口
通过Socket服务，利用send方法将数据包发送出去；
关闭DatagramSocket和DatagramPacket服务。
**接收端：
建立DatagramSocket服务，并监听一个端口；
定义一个字节数组和一个数据包，同时将数组封装进数据包；
通过DatagramPacket的receive方法，将接收的数据存入定义好的数据包；
通过DatagramPacke关闭t的方法，获取发送数据包中的信息；
关闭DatagramSocket和DatagramPacket服务。
DatagramSocket与DatagramPacket方法摘要：
*****DatagramSocket
构造方法：
DatagramSocket()
构造数据报套接字并将其绑定到本地主机上任何可用的端口。
DatagramSocket(int port)
创建数据报套接字并将其绑定到本地主机上的指定端口。
DatagramSocket(int port, InetAddress laddr)
创建数据报套接字，将其绑定到指定的本地地址。
方法摘要:
void close()
关闭此数据报套接字。
InetAddress getInetAddress()
返回此套接字连接的地址。
InetAddress getLocalAddress()
获取套接字绑定的本地地址。
int getPort()
返回此套接字的端口。
void receive(DatagramPacket p)
从此套接字接收数据报包。
void send(DatagramPacket p)
从此套接字发送数据报包。
****DatagramPacket
构造方法：
DatagramPacket(byte[] buf, int length)
构造 DatagramPacket，用来接收长度为 length 的数据包。
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。
InetAddress getAddress()
返回某台机器的 IP 地址，此数据报将要发往该机器或者是从该机器接收到的。
byte[] getData()
返回数据缓冲区。
int getLength()
返回将要发送或接收到的数据的长度。
int getPort()
返回某台远程主机的端口号，此数据报将要发往该主机或者是从该主机接收到的。
代码示例：
****发送端：
class UDPSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
byte[] buf = "这是UDP发送端".getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.253"),10000);
ds.send(dp);
ds.close();
}
}
****接收端
class UDPRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(dp);//将发送端发送的数据包接收到接收端的数据包中
String ip = dp.getAddress().getHosyAddress();//获取发送端的ip
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//获取数据
int port = dp.getPort();//获取发送端的端口号
sop(ip+":"+data+":"+port);
ds.close();
}
}
需求1：UDP键盘录入数据，并发送给接收端
发送端：
class UDPSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{

DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
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("192.168.1.253"),10000);
ds.send(dp);
}
ds.close();
}

}
接收端：
class UDPRece
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);
while(true)
{
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(dp);//将发送端发送的数据包接收到接收端的数据包中
String ip = dp.getAddress().getHosyAddress();//获取发送端的ip
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//获取数据
int port = dp.getPort();//获取发送端的端口号
sop(ip+":"+data+":"+port);
ds.close();
}
}

}
需求2：编写简单的聊天工具
思路：
使用多线程技术
发送端：
class UDPSend implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public UDPSend(){}
public UDPSend(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)
{
if("886".equals(line))
break;
byte[] buff = line.getBytes();
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(
buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.253"),10000);
ds.send(dp);
}
}
catch(Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送失败");
}
}
}
接收端：
class UDPRece implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public UDPSend(){}
public UDPSend(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);//将发送端发送的数据包接收到接收端的数据包中
String ip = dp.getAddress().getHosyAddress();//获取发送端的ip
String data = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//获取数据
int port = dp.getPort();//获取发送端的端口号
sop(ip+":"+data+":"+port);
}
}
catch(Exception e)
{
throw new RuntimeException("接收失败");
}
}
}
测试类：
class UDPTest
{
public static void main(String[] args)
{
DatagramSocket sendSocket = new DatagramSocket();
DatagramSocket receSocket = new DatagramSocket(10000);

new Thread(new UDPSend(sendSocket)).start();
new Thread(new UDPRece(receSocket)).start();
}
}
(2)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。
****Socket
**构造方法：
Socket()
通过系统默认类型的 SocketImpl 创建未连接套接字
Socket(InetAddress address, int port)
创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。
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。
**方法摘要：
void close()
关闭此套接字。
InetAddress getInetAddress()
返回套接字连接的地址。
InputStream getInputStream()
返回此套接字的输入流。
OutputStream getOutputStream()
返回此套接字的输出流。
int getPort()
返回此套接字连接到的远程端口。
void shutdownInput()
此套接字的输入流置于“流的末尾”。
void shutdownOutput()
禁用此套接字的输出流。
String toString()
将此套接字转换为 String。
****ServerSocket
**构造方法：
ServerSocket()
创建非绑定服务器套接字。
ServerSocket(int port)
创建绑定到特定端口的服务器套接字。
方法摘要：
Socket accept()
侦听并接受到此套接字的连接。
void close()
关闭此套接字。
InetAddress getInetAddress()
返回此服务器套接字的本地地址。
****TCP传输流程：
**客户端：
建立Socket服务，并制定要连接的主机和端口；
获取Socket流中的输出流OutputStream，将数据写入流中，通过网络发送给服务端；
获取Socket流中的输出流InputStream，获取服务端的反馈信息；
关闭资源。
**服务端：
建立ServerSocket服务，并监听一个端口；
通过ServerSocket服务的accept方法，获取Socket服务对象；
使用客户端对象的读取流获取客户端发送过来的数据；
通过客户端对象的写入流反馈信息给客户端；
关闭资源；
****代码示例：
客户端：
class TCPClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
OutputStream os = s.getOutputStream();
out.write("这是TCP发送的数据".getBytes());
s.close();
}
}
服务端：
class TCPServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
sop(ip);

InputStream is = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = is.read(buf);
sop(new String(buf,0,len));
s.close();
ss.close();
}
}
TCP需求1：客户端给服务端发送数据，服务端接收到后反馈信息给客户端
客户端：
class TCPClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
OutputStream os = s.getOutputStream();
out.write("这是TCP发送的数据".getBytes());

InputStream is = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = is.read(buf);
sop(new String(buf,0,len));
s.close();
}
}
服务端：
class TCPServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
sop(ip);

InputStream is = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = is.read(buf);
sop(new String(buf,0,len));

OutputStream os = s.getOutputStream();
out.write("这是TCP发送的数据".getBytes());

s.close();
ss.close();
}
}
TCP需求2：建立一个文本转换服务端，客户给服务端发送文本，服务端将数据转换成大写后返回给客户端
当客户端输入over时，转换结束
客户端：
class TCPClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
s.getOutputStream()));
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(
s.getInputStream()));
String line = null;
while((line = bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;
bufOut.write(line);
bufOut.newLine();
bufOut.flush();
String retVal = bufIn.readLine();
sop("server:"+retVal);
}
bufr.close();
s.close();
}
}
服务端：
class TCPServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
sop(ip);

BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(
s.getInputStream()));
BufferedWriter bufOut = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(
s.getOutputStream()));

while((line = bufIn.readLine())!=null)
{
bufOut.write(line.toUpperCase());
bufOut.newLine();
bufOut.flush();
}
s.close();
ss.close();
}
}
**需求3：拷贝文件
客户端：
class TCPClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
BufferedReader bufr = new BufferedReader(new FileReader("g:\\demo.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line = null;
while((line = bufr.readLine())!=null)
{
pw.println();
}
s.shutDownOutput();
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(
s.getInputStream()));
String retVal = bufIn.readLine();
sop(retVal);
bufr.close();
s.close();
}
}
服务端：
class TCPServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
sop(ip);

BufferedReader bufIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(
s.getInputStream()));
PrintWriter out = new PrintWriter(new FileWriter"copy.txt",true);
String line =null;
while((line = bufIn.readLine())!=null)
{
out.write(line);
}
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
pw.println("上传成功");
out.close();
s.close();
ss.close();
}
}
需求4：上传图片
客户端：
class TCPClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
FileInputStream fis = new FileInputStream("g:\\1.bmp");
OutputStream out = s.getOutputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = 0;
while((len = bufr.read())!=-1)
{
out.write(buf,0,len);
}
s.shutDownOutput();

InputStream in = s.getInputStream();
byte[] bufIn = new byte[1024];
int lenIn = in.read(bufIn);
sop(new String(bufIn,0,lenIn);
fis.close();
s.close();
}
}
服务端：
class TCPServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
Socket s = ss.accept();

String ip = s.getInetAddress().getHostAddress();
sop(ip);
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("g:\\copy.bmp");
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] bufIn = new byte[1024];
int lenIn = 0;
while((lenIn=bufIn.read())!=-1)
{
fos.write(bufIn,0,lenIn)
}

OutputStream outIn = s.getOutputStream();
outIn.write("上传成功".getBytes());
fos.close();
s.close();
ss.close();
}
}
需求5：客户端并发登陆
客户端通过键盘录入用户名，服务端对这个用户名进行校验
如果用户存在，在服务端现实xxx已登录，并在客户端现实欢迎xxx
如果用户不存在，在服务端现实xxx正在尝试登陆，并在客户端现实xxx用户不存在
最多登陆三次。
校验端：
class User implements Runnable
(
private Socket s;
public User(){}
public User(Socket s)
{
this.s=s;
}
public void run()
{
try
{
BufferedReader bufrIn = new BufferedReader(
new InputStream(s.getInputStream()))
String name = bufrIn.readLine();
if(name==null)
{
sop("用户名为空");
break;
}
BufferedReader bufr = new BufferedReader(
new FileReader("user.txt"));
PrintWriter pw = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
String line = null;
boolean flag = false;
while((line = bufr.reanLine())!=null)
{
if(line.equals(name))
{
flag = true;
break;
}
if(flag)
{
sop(name+"已登陆");
pw.println("欢迎"+name);
break;
}
else
{
sop(name+"正尝试登陆");
pw.println(name+"用户不存在");
}

}
s.close();
}
catch(Exception e)
{
throw new RuntimeException("用户校验失败");
}
}
)
客户端：
class LoginClient
{
public static void main(String[] args)
{
Socket s = new Socket("192.168.1.253",10000);
BufferedReader bufr = new BufferedReader(
new InputStreamReader(System.in)));
PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(),true);
BufferedReader bufIn = new BufferedReader(
new InputStreamReader(s.getInputStream()));
for(int i=0;i<3;i++)
{
String line = bufr.readLine();
if(line == null)
{
sop("用户名不能为空！");
break;
}
out.write(line);
String retVal = bufIn.readLine();
sop(retVal);
}
bufr.close();
s.close();
}
}
服务端：
class LoginServer
{
public static void main(String[] args)
{
ServerSocket ss = new ServerSocket(10000);
while(true)
{
Socket s = ss.accept();
new Thread(new User()).start();
}
}
}