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网络编程的概念#xff1a;在网络通信协议下#xff0c;不同计算机上运行的程序#xff0c;进行的数据传输。
应用场景#xff1a;即时通信、网游对战、金融证券、国际贸易、邮件等等。
不管是什么场景#xff0c;都是计算机和计算机之间通过网络进行…一、初识网络编程
网络编程的概念在网络通信协议下不同计算机上运行的程序进行的数据传输。
应用场景即时通信、网游对战、金融证券、国际贸易、邮件等等。
不管是什么场景都是计算机和计算机之间通过网络进行数据传输。
Java中可以使用java.net包下的技术开发出常见的网络应用程序。
二、常见的软件架构
(一)B/S架构
概念只需要一个浏览器用户通过不同的网址可以访问不同的服务器。例如京东和淘宝。
优缺点 不需要开发客户端只需要开发服务端用户不需要下载打开浏览器就能使用如果应用过大用户体验受到影响 (二)C/S架构
概念在用户本地需要下载并安装客户端程序在远程有一个服务端程序。例如QQ、Steam。
优缺点 画面可以做的非常精美用户体验好需要开发客户端也需要开发服务端用户需要下载和更新的时候太麻烦 有些软件例如京东和淘宝既又C/S架构也有B/S架构。
三、网络编程三要素
(一)IP IP(Internet Protocol)是互联网协议地址也称IP地址是设备在网络中的地址是唯一的标识。常见的IP分为IPv4、IPv6
1.IPv4 IPv4(Internet Protocol version4)是互联网通信协议第四版。 采用32为地址长度分成4组每组取值范围是0~255一共有42亿多为了方便记忆最后采用点分十进制表示法例如192.168.1.66。但是ipv4已经分配完毕了所以需要ipv6进行补充。 IPv4的地址分类形式 公网地址(万维网使用)和私有地址(局域网使用)。192.168.开头的就是私有地址范围是192.168.0.0--192.168.255.255专门为组织机构内部使用以此节省IP。 特殊IP地址127.0.0.1也可以是localhost是回送地址也称本地回环地址又称本机IP永远只会寻找当前所在本机。 检查网络常用的CMD命令 ipconfig查看本机IP地址ping检查网络是否连通 2.IPv6 IPv6(Internet Protocol version6)是互联网通信协议第六版。采用128位地址长度分成8组。IPv6一共有2^128次方个IP采用冒分十六进制表示法 目前也有很多APP支持IPv6。
3.InetAddress的使用
public class MyInetAddressDemo1 {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {/*static InetAddress getByName(String host) 确定主机名称的IP地址。主机名称可以是机器名称也可以是IP地址String getHostName() 获取此IP地址的主机名String getHostAddress() 返回文本显示中的IP地址字符串*/// 1.获取InetAddress的对象// IP的对象 一台电脑的对象InetAddress address InetAddress.getByName(PC-20240723RWZC);System.out.println(address); // PC-20240723RWZC/192.168.0.4String hostName address.getHostName();System.out.println(hostName); // PC-20240723RWZCString hostAddress address.getHostAddress();System.out.println(hostAddress); // 192.168.0.4}
}
(二)端口号 端口号是应用程序在设备中唯一的标识。一个端口号只能被一个应用程序使用。 由两个字节表示的整数取值范围0~65535。其中0~1023的端口号用于一些知名的网络服务或者应用我们使用1024以上的端口号即可。 以下是一些常见服务使用的端口号列表这些端口号被IANAInternet Assigned Numbers Authority分配给特定的服务并且广为人知。它们在网络通信中扮演着重要的角色确保数据能够准确地发送到正确的服务。 21端口FTP 文件传输服务。22端口SSH 远程连接服务。23端口TELNET 终端仿真服务。25端口SMTP 简单邮件传输服务。53端口DNS 域名解析服务。80端口HTTP 超文本传输服务。110端口POP3E-mail。123端口NTP网络时间协议。135、137、138、139端口局域网相关默认端口。161端口SNMP简单网络管理协议。389端口LDAP轻量级目录访问协议。443端口HTTPS服务器。465端口SMTP简单邮件传输协议。873端口rsync。989端口FTPS。993端口IMAPS。995端口POP3S。1080端口SOCKS代理协议服务器常用端口号。1433端口MS SQL*SERVER数据库server。1521端口Oracle 数据库。3306端口MYSQL数据库端口。3389端口WIN2003远程登录。5432端口postgresql数据库端口。6379端口Redis数据库端口。8080端口TCP服务端默认端口、JBOSS、TOMCAT。 (三)协议
1.协议概述 协议是指数据在网络中传输的规则常见的协议有UDP、TCP、http、https、ftp。 2.UDP协议
2.1UDP协议介绍
UDP协议又叫用户数据报协议(User Datagram Protocol)是面向无连接通信协议不管是否已经连接成功都会直接发送数据。
特点是速度块有大小限制一次最多发送64K数据不安全易丢失数据。
UDP协议适用场景网络会议、语音通话、在线视频丢失数据没有太大的影响。
2.2使用UDP协议发送数据
步骤 创建发送端的DatagramSocket对象数据打包(DatagramPacket)发送数据释放资源 代码实现UDP协议发送数据
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// UDP协议发送数据// 1.创建DatagramSocket对象// 细节绑定端口以后就是通过这个端口往外发送// 空参所有可用的端口中随机一个进行使用// 有参指定端口号进行绑定DatagramSocket datagramSocket new DatagramSocket();// 2.打包数据String str hello world;byte[] bytes str.getBytes();InetAddress address InetAddress.getByName(127.0.0.1);DatagramPacket datagramPacket new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, 10086);// 3.发送数据datagramSocket.send(datagramPacket);// 4.释放资源datagramSocket.close();}
}
2.3使用UDP协议接收数据
步骤 创建接收端的DatagramSocket对象 接收打包好的数据 解析数据包 释放资源 import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketAddress;public class ReceiveMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// UDP协议接收数据// 1.创建DatagramSocket对象// 细节在接收的时候一定要绑定端口而且绑定的端口一定要跟发送的端口保持一致DatagramSocket datagramSocket new DatagramSocket(10086);// 2.接收数据包byte[] bytes new byte[1024];DatagramPacket datagramPacket new DatagramPacket(bytes, bytes.length);// 该方法是阻塞的程序执行到这一步的时候会在这里等待发送端发送消息datagramSocket.receive(datagramPacket);// 3.解析数据包byte[] data datagramPacket.getData();InetAddress address datagramPacket.getAddress();int length datagramPacket.getLength();int port datagramPacket.getPort();SocketAddress socketAddress datagramPacket.getSocketAddress();int offset datagramPacket.getOffset();System.out.println(接收到的数据 new String(data, 0, length));System.out.println(该数据是从 address 这台电脑中的 port 端口发出的);System.out.println(socketAddress);System.out.println(数据偏移量 offset);// 4.释放资源datagramSocket.close();}
}实现过程
先启动接收程序再启动发送程序运行结果 2.4使用UDP协议实现聊天室 案例需求 UDP发送数据数据来自于键盘录入直到输入的数据是886发送数据结束 UDP接收数据因为接收端不知道发送端什么时候停止发送故采用死循环接收 public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1.创建对象DatagramSocket的对象DatagramSocket datagramSocket new DatagramSocket();// 2.打包数据Scanner scanner new Scanner(System.in);InetAddress address InetAddress.getByName(127.0.0.1);while (true) {System.out.println(请输入消息);String str scanner.nextLine();if (886.equals(str)) {System.out.println(程序终止!);break;}byte[] bytes str.getBytes();DatagramPacket datagramPacket new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, 10086);// 3.发送数据datagramSocket.send(datagramPacket);}// 4.释放资源datagramSocket.close();}
}
public class ReceiveMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1.创建对象DatagramSocket的对象DatagramSocket datagramSocket new DatagramSocket(10086);// 2.接收数据包byte[] bytes new byte[1024];DatagramPacket datagramPacket new DatagramPacket(bytes, bytes.length);while (true) {datagramSocket.receive(datagramPacket);// 3.解析数据包byte[] data datagramPacket.getData();int length datagramPacket.getLength();String ip datagramPacket.getAddress().getHostAddress();String hostName datagramPacket.getAddress().getHostName();int port datagramPacket.getPort();// 4.打印数据System.out.println(hostName 电脑的 ip : port 发送消息 new String(data, 0, length));}}
}
运行结果 这里的hostName是activate.netsarang.com的原因是在某些情况下如果系统或网络环境中的 hosts 文件在Windows中位于C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts在Unix/Linux系统中通常位于/etc/hosts中有相应的条目那么系统会直接从 hosts 文件中获取主机名而不是去查询DNS。 我本地的host文件找到第一个主机名返回 还可以设置多窗口聊天 2.5UDP的三种通信方式
2.5.1单播——一对一通信One-to-One 在这种模式下一个UDP套接字客户端向另一个UDP套接字服务器发送数据。客户端知道服务器的IP地址和端口号可以直接向服务器发送数据包。服务器监听指定的端口接收来自客户端的数据包。这种模式是最简单的UDP通信方式适用于客户端和服务器之间的直接通信。
2.5.2组播——一对多通信One-to-Many 在一对多通信中一个服务器向多个客户端发送数据。服务器使用相同的数据包发送给所有已知客户端的IP地址和端口号。这种模式常用于广播服务如网络广播、在线游戏或多媒体流服务。服务器不需要为每个客户端维护一个单独的连接而是向所有客户端广播数据。 组播地址224.0.0.0~239.255.255.255 其中224.0.0.0~224.0.0.255为预留的组播地址
组播发送端代码
public class SendMessageDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建MulticastSocket对象MulticastSocket ms new MulticastSocket();// 创建DatagramPacket对象String s hello world !;byte[] bytes s.getBytes();InetAddress address InetAddress.getByName(224.0.0.1);int port 10000;DatagramPacket datagramPacket new DatagramPacket(bytes, bytes.length, address, port);// 调用MulticastSocket发送数据方法发送数据ms.send(datagramPacket);// 释放资源ms.close();}
}
组播接收端代码
public class ReceiveMessageDemo1 {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 创建MulticastSocket对象MulticastSocket ms new MulticastSocket(10000);// 2. 将当前本机添加到224.0.0.1的这一组当中InetAddress address InetAddress.getByName(224.0.0.1);ms.joinGroup(address);// 3. 创建DatagramPacket数据包对象byte[] bytes new byte[1024];DatagramPacket dp new DatagramPacket(bytes, bytes.length);// 4. 接收数据ms.receive(dp);// 5. 解析数据byte[] data dp.getData();int len dp.getLength();String ip dp.getAddress().getHostAddress();String name dp.getAddress().getHostName();System.out.println(ip为 ip ,主机名为 name 的人发送了数据 new String(data, 0, len));// ip为192.168.0.4,主机名为PC-20240723RWZC的人发送了数据hello world !// 6. 释放资源ms.close();}
} 接收端可以创建多个但要保证每一个接收端都要将当前本机添加到224.0.0.1的这一组当中。这样发送端发送数据多个接收端就可以同时接收到了。 2.5.3广播——多对多通信Many-to-Many 在多对多通信中多个客户端之间可以直接相互通信而不需要通过一个中心服务器。每个客户端都可以发送和接收来自其他客户端的数据包。这种模式适用于需要点对点通信的应用如即时消息、文件共享或P2P网络。在这种模式下每个客户端都扮演着发送者和接收者的角色。 广播地址255.255.255.255
// 发送端
public class ClientDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 创建发送端Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocket ds new DatagramSocket();// 2. 创建存储数据的箱子,将广播地址封装进去String s 广播 hello;byte[] bytes s.getBytes();InetAddress address InetAddress.getByName(255.255.255.255);int port 10000;DatagramPacket dp new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);// 3. 发送数据ds.send(dp);// 4. 释放资源ds.close();}
}// 接收端
public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 创建接收端的Socket对象(DatagramSocket)DatagramSocket ds new DatagramSocket(10000);// 2. 创建一个数据包用于接收数据DatagramPacket dp new DatagramPacket(new byte[1024],1024);// 3. 调用DatagramSocket对象的方法接收数据ds.receive(dp);// 4. 解析数据包并把数据在控制台显示byte[] data dp.getData();int length dp.getLength();System.out.println(new String(data,0,length));// 5. 关闭接收端ds.close();}
}
3.TCP协议
3.1TCP协议介绍
TCP协议又叫传输控制协议(Transmission Control Protocol)是面向连接的通信协议。是一种可靠的网络协议它在通信的两端各建立一个Socket对象通过Socket产生IO流来进行网络通信通信之前要保证连接已经建立。
特点是速度慢没有大小限制数据安全。
TCP协议适用场景对于数据有非常高的要求不能丢失任何数据例如下载软件、文字聊天、发送邮件。
3.2使用TCP协议发送和接收数据
public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {// TCP协议发送数据// 1.创建Socket对象// 细节在创建对象的同时会连接服务端如果连接不上代码会报错Socket socket new Socket(127.0.0.1, 10001);// 2.可以从连接通道中获取输出流OutputStream os socket.getOutputStream();// 写出数据os.write(hello world.getBytes());// 3.释放资源os.close();socket.close();}
}public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {// TCP协议接收数据// 1.创建对象ServerSocketServerSocket serverSocket new ServerSocket(10001);// 2.监听客户端的连接Socket socket serverSocket.accept();// 3.从连接通道中获取输入流读取数据InputStream is socket.getInputStream();int len;while ((len is.read()) ! -1) {System.out.print((char) len);}// 4.释放资源is.close();socket.close();}
}
先运行Server服务器再运行Client客户端运行结果 3.3解决TCP传输过程中的中文乱码问题
上面的代码使用的是字节流传输在传输中文时会产生乱码我们可以使用BufferReader来接收
public class Server2 {public static void main(String[] args) throws IOException {// TCP协议接收数据// 1.创建对象ServerSocketServerSocket serverSocket new ServerSocket(10001);// 2.监听客户端的连接Socket socket serverSocket.accept();// 3.从连接通道中获取输入流读取数据InputStream is socket.getInputStream();BufferedReader br new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));int len;while ((len br.read()) ! -1) {System.out.print((char) len);}// 4.释放资源is.close();socket.close();}
}
运行结果 3.4三次握手 3.5四次挥手
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