java网络编程基础复盘

一，网络编程概述

java是Internet上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的支持

java提供了网络类库(java.net)，可以实现网络连接，联网的底层细节被隐藏在java的本地安装系统里，由JVM控制，并且java实现了一个跨平台的网络库，面向统一的网络编程环境

网络编程的目的：直接或者间接的通过网络协议与其他计算机实现数据交换，进行通讯

网络编程中的两个问题：

如何准确的定位网络中的一台或多台计算机并且定位到特定的应用端口
找到主机后如何实现可靠的数据传输

二，网络通信要素概述

网络通信要素有两个：

IP和端口号
网络通信协议

如何实现网络中的主机通信：

通信双方的地址：IP地址，端口号
一定的规则(即网络通信协议)网络模型：OSI和TCP/IP

网络通信协议：计算机网络中实现通信的一种约定，即通信协议对码率，传输代码，代码结构，传输控制等制定的标准

具体以前说写过，这里只做复盘

三，IP地址和端口号

一，IP地址

IP地址：在广域网中唯一标识Internet上的计算机(通信实体)

本地回环地址(hostAddress)：就是我们的本地地址127.0.0.1或者localhost

IP的分类：IPV4和IPV6

IPV4：4字节(32位)组成(4个0-255的数字)，总地址个数为2的32次方，大概是42亿，随着全球互联网的发展，已经不够用
IPV6：128位(16个字节)，写成8个无符号整数，每个正数用4个16进制数表示中间用逗号分隔，IPV6的总地址数位2的128次方

IP地址的分类：公网地址(广域网的IP地址)和私网地址(局域网IP地址)，如果：192.168.开头的就是私有地址，范围即192.168.0.0-192.168.255.255，专门位组织机构内部使用

二，端口号

IP地址标识一台主机，端口号标识主机中运行的应用程序

不同的进程有不同的端口号
端口号被规定为一个16位整数0-65535

端口的分类：

公认端口：0-1023，被操作系统预先定义的服务通信占用(如：HTTP占用80，FTP占用21，Telnet占23)
注册端口：1024-49151，分配给用户进程或者应用程序(如：Tomcat占8080，MySql占3306，Redis占6379)
动态/私有端口：49152-65535

Socket(网络套接字)：端口号与IP地址的组合

四，网络协议

一，简单描述

这里主要讲传输层协议中的两个非常重要协议：

传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)

TCP/IP以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议

IP协议是网络层的主要协议，支持网络间的数据通信

TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系(应用层，传输层，网络层，链路层)

二，TCP和UDP

TCP协议：

使用TCP协议前，必须建立TCP连接，形成传输数据的通道
传输前，采用"三次握手"方式，点对点通信，是可靠的
TCP协议进行通信的有两个应用进程：客户端，服务端
在连接中可进行大数据量的传输
传输完毕通过四次挥手断开连接，释放内存

各个状态的意义如下：

LISTEN - 侦听来自远方TCP端口的连接请求；

SYN-SENT -在发送连接请求后等待匹配的连接请求；

SYN-RECEIVED - 在收到和发送一个连接请求后等待对连接请求的确认；

ESTABLISHED- 代表一个打开的连接，数据可以传送给用户；

FIN-WAIT-1 - 等待远程TCP的连接中断请求，或先前的连接中断请求的确认；

FIN-WAIT-2 - 从远程TCP等待连接中断请求；

CLOSE-WAIT - 等待从本地用户发来的连接中断请求；

CLOSING -等待远程TCP对连接中断的确认；

LAST-ACK - 等待原来发向远程TCP的连接中断请求的确认；

TIME-WAIT -等待足够的时间以确保远程TCP接收到连接中断请求的确认；

CLOSED - 没有任何连接状态；

TCP的三次握手：

（1）第一次握手：建立连接时，客户端A发送SYN包（SYN=j）到服务器B，并进入SYN_SEND状态，等待服务器B确认。

（2）第二次握手：服务器B收到SYN包，必须确认客户A的SYN（ACK=j+1），同时自己也发送一个SYN包（SYN=k），即SYN+ACK包，此时服务器B进入SYN_RECV状态。

（3）第三次握手：客户端A收到服务器B的SYN＋ACK包，向服务器B发送确认包ACK（ACK=k+1），此包发送完毕，客户端A和服务器B进入ESTABLISHED状态，完成三次握手。

TCP的四次挥手：

（1）客户端A发送一个FIN，用来关闭客户A到服务器B的数据传送。

（2）服务器B收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。

（3）服务器B关闭与客户端A的连接，发送一个FIN给客户端A。

（4）客户端A发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

UDP协议：

将数据，源，目的IP和端口封装成数据包，不需要建立连接
每个数据报的大小限制在64K内
发送不管对方是否准备好，接收方是否收到也不确定，故不可靠
可以广播发送
发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

五，java.net类库

java的net是专门为网络编程通信设置的类库，提供了丰富网络通信的方法

net的类：

net类库主要包括四个方面的内容：

InetAddress基于Internet的网络IP主机解析
TCP网络编程
UDP网络编程
URL网络编程

六，IentAddress类(java.net.IentAddress)

Java的IentAddress是基于Internet协议用来确定主机IP地址的一个类

             //确定主机名称或者域名得IP地址
             InetAddress wql = InetAddress.getByName("localhost");           
             InetAddress wql1 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
             //获取本地主机名和IP
             InetAddress hostname = InetAddress.getLocalHost();

七，TCP网络编程

TCP网络编程建立再TCP协议之上，分为客户端和服务端

一，客户端

通过Socke类t创建客户端

Socke类的构造方法：

Socke类的具体方法：详情可以去java1.8API中看

二，服务器端

使用ServerSocket创建服务端

注：ServerSocket不能直接获取流向客户端写数据，只能通过accept获取客户端的Socket获取流

ServerSocke类的构造方法：

ServerSocke类的具体方法：

聊天案例：

服务器端：

             //创建服务器端，指定端口为6666
             ServerSocket server = new ServerSocket(6628);

             System.out.println("服务器启动！！");

             //监听客户端连接并获取Socket对象
             Socket socket = server.accept();

             //通过客户端的Socket对象，读取客户端发来的内容
             InputStream in = socket.getInputStream();

             //创建一个可自动扩容的字节数组(inputstream提供的)
             ByteArrayOutputStream bytearray = new ByteArrayOutputStream();

             byte[] bytes = new byte[5];

             //读取客户端数据
             int len;

             while((len=in.read(bytes))!=-1) {

                    bytearray.write(bytes,0,len);                  
             }

             //打印
             System.out.print("客户端："+bytearray.toString());

             //向客户端写数据
             OutputStream out = socket.getOutputStream();

             //控制台输入
             Scanner scanner = new Scanner(System.in);

             System.out.print("服务端发送：");
             String message =scanner.next();
             out.write(message.getBytes());
       }

客户端：

       //获取本地主机名
       InetAddress inets = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
       System.out.print("客户端启动！！");

       //创建一个Socket的客户端连接对象
       Socket socket = new Socket(inets,6628);

       //向服务器写数据
       OutputStream out = socket.getOutputStream();
  
       Scanner scanner = new Scanner(System.in);

       System.out.print("客户端发送：");

       String message =scanner.next();

       out.write(message.getBytes());

}}

八，UDP网络编程

UDP网络编程依赖于DatagramSocket和DatagramPacket

UDP的数据包提供数据套接字DatagramSocket发送和接受，系统不保证UDP数据一定能安全送到目的地，也不能确定什么时候抵达

DatagramPacket对象封装了UDP数据报，再数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号

UDP协议中每一个数据报读给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收端的连接，如同包裹一样

DatagramSocket的API：

DatagramPacket的API：

WQL