java-网络编程

1. 网络编程相关术语

1. IP地址

IP是互联网上的每一台计算机都有得一个唯一表示自己的标记。
分以下两个大类：
1. IPv4：32位，分4段，0~255之间的十进制表示。使用4个8位的二进制数据表示,每8位之间使用圆点隔开，每个8位整数可以转换成一个0~255的十进制整数，因此我们一般看到的IP地址类似：192.168.1.1
2. IPv6：128位，分8段，0000~FFFF的十六进制数值，冒号分割，如：1080:0:0:0:8:800:200C:417A

　　　　IP地址号段分类：A类留给政府机构，B类分配给中等规模的公司，C类分配给任意需要的人，D类用于组播（不是主播），E类用于实验，给类可容纳的地址数目不同

　　　　　　请写出几个你熟悉的DNS服务器地址。

Google DNS	8.8.8.8, 8.8.4.4
Public DNS+	119.29.29.29
阿里 DNS	223.6.6.6,223.5.5.5
百度 DNS	180.76.76.76
360 DNS	电信：101.226.4.6 联通：123.125.81.6 移动：101.226.4.6 铁通：101.226.4.6

　　3. InetAddress类表示IP地址，有两个子类

　　　　　Inet4Address(IPv4)

　　　　 Inet6Address(IPv6)

public static void main(String[] args) throws IOException {
// 1.   getLocalHost()   返回本地主机的InetAddress对象
		//相当于在dos窗口输入；ipconfig  查看本机的IP配置
		InetAddress ia = InetAddress.getLocalHost();
		System.out.println(ia);                 //DESKTOP-97KGRNJ/192.168.1.29
		
// 2.3	getHostName()与getHostAdress（）方法获得本地主机的本机名，ip地址。
		System.out.println(ia.getHostName());   //DESKTOP-97KGRNJ  
		System.out.println(ia.getHostAddress());//192.168.1.29
		
//	4.	getByName(String host)   获取与Host相对应的InetAddress对象
		InetAddress  ia1 = InetAddress.getByName("DESKTOP-97KGRNJ");
		System.out.println(ia1);                //DESKTOP-97KGRNJ/192.168.1.29
		
//	5. byte[] getAddress() 返回此 InetAddress 对象的原始 IP 地址		
		byte[] b = ia1.getAddress();
		System.out.println(Arrays.toString(b));  // [-64, -88, 1, 29]
		
//	反验证getAddress()方法	
		byte[] b1 = {(byte)192,(byte)168,(byte)1,(byte)29};
		InetAddress  ia2 = InetAddress.getByAddress(b1);
		System.out.println(ia2.getHostName());   //DESKTOP-97KGRNJ
		
//	6. boolean isReachable(int timeout) 测试主机 是否可以和 某个地址联通	
		//相当于在dos窗口输入：(ping+ip地址) ping 192.168.1.29    (ping www.baidu.com)
		boolean bool = ia2.isReachable(1000);   
		System.out.println(bool);     //true 表示可以网络联通
	}

2.端口 如果把IP地址比作一间房子的房号，端口就是出入这间房子的许多门（窗口）。端口号只有整数，范围是从0 到65535（2^16-1）。

　　　　同一台机器上不能有两个程序使用同一个端口，会冲突

　　常用的保留TCP端口号有：

　　　　HTTP 80，FTP 20/21，Telnet 23，SMTP 25，DNS 53等。

　　常用的保留UDP端口号有：

　　　　DNS 53，BootP 67（server）/ 68（client），TFTP 69，SNMP 161等。

3. URL

什么是URL

URL(Uniform Resource Locator)统一资源定位符，可以直接使用此类找到互联网上的资源如一个简单的网页。

一般由：协议名，资源所在主机（域名），端口，资源名等部分组成；

如：http://itsource.cn:80/class_info/java_jichu.html

URL类中的常用方法：

构造方法：URL(String protocol, String host, int port, String file)
方法： InputStream openStream() 打开到此 URL 的连接并返回一个用于从该连接读入的 InputStream。
方法：URI toURI() 返回与此 URL 等效的 URI

URL url = new URL("https://www.taobao.com/");
//1. InputStream  openStream()  打开到此 URL 的连接并返回一个用于从该连接读入的 InputStream
		InputStream is =   url.openStream();
		BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
		String line;
		while((line =br.readLine()) != null){
			System.out.println(line);  // 运行结果把淘宝网站的源代码读取出来了。
		}
		is.close();

4. URLEncoder与URLDecoder

//		import java.net.URLDecoder;
//		import java.net.URLEncoder;  显然是两个类
		
//2.  URLEncoder.encode() 加码                 URLDecoder.decode()解码
//		注意：对已经编码的进行编码，会继续编码，对已经解码的再解码，还是原来内容
		String ss = URLEncoder.encode("你好","utf-8");
		System.out.println(ss);  // %E4%BD%A0%E5%A5%BD
		
		String str =  URLDecoder.decode("%E4%BD%A0%E5%A5%BD","utf-8");
		System.out.println(str);  //你好

5. Java的网络编程包括了两种通信协议：

TCP(Transmission Control Protocal) 传输控制协议

UDP(User Datagram Prptocol) 用数据包协议

TCP是面向连接的协议，因此每个TCP连接都有3个阶段：连接建立、数据传送和连接释放。

建立TCP需要三次握手才能建立，而断开连接则需要四次挥手。

第一次握手：建立连接时，客户端发送SYN包到服务器，并进入发送状态，等待服务器确认。

第二次握手：服务器收到SYN包，必须确认客户的SYN,同时自己也送一个SYN包,即SYN+ACK包，此时服务器进入接受状态。

第三次握手：客户端收到服务器的SYN+ACK包，向服务器发送确认包ACK,此包发送完毕，客户端和服务器进入已建立状态，完成三次握手

TCP四次挥手过程如下：

四次挥手.png

由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。

TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送。
服务器收到这个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。
服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端。
客户端发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1。

public class Server {
	//模拟服务器端
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		/*
		*1.获取服务器端对象
		*2.获取服务器端输入流
		*3.读取流中的数据
		*4.获取服务器端输出流
		*5.往输出流中写数据
		*6.关闭资源
		*/
		while(true){
			ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
			Socket server = serverSocket.accept();
			BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(server.getInputStream()));
			String data = null;
			System.out.print("客户端:");
			while((data = br.readLine())!= null){
				System.out.println(data);
			}
			
			server.shutdownInput();
			
			BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(server.getOutputStream()));
			System.out.print("服务器说:");
			String s = new Scanner(System.in).nextLine();
			bw.write(s);
			
			bw.close();
			br.close();
			server.close();
			serverSocket.close();
		}
	}
}

public class client {
	//模拟客户端发送数据
	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
		/*
		*1.获取客户端对象
		*2.获取客户端输出流
		*3.往流中写数据
		*4.获取客户端输入流
		*5.读取流中的数据
		*6.关闭资源
		*/
		while(true){
			Socket client = new Socket("127.0.0.1", 6666);
			BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(client.getOutputStream()));
			System.out.print("客户端说:");
			String s = new Scanner(System.in).nextLine();
			bw.write(s);
			bw.flush();
			client.shutdownOutput();
			
			BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(client.getInputStream()));
			String data = null;
			System.out.print("服务器端:");
			while((data = br.readLine())!= null){
				System.out.println(data);
			}
			br.close();
			client.close();
		}
	}
}

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。

TCP的所有操作必须建立可靠的连接，这样会浪费很大的性能，为此UDP这种不可靠的连接出现并成为聊天工具的宠儿。
UDP开发中使用DatagramPacket包装一条要发送的信息，之后使用DatagramSocket完成发送操作，也能够实现在两个终端之间传输数据。

//发送端
public class Send {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		/*1. 获取要发送的数据（信纸）
		 * 2.将数据封装到DatagramPacket 数据包，制定要发送的地址（信封）
		 * 3. 通过DatagramSocket对象（邮箱）的send方法发进行送
		 * 4.关闭数据
		 * */
		
/*构造方法 参数：   要发送的数据      发送数据多少     ip地址     端口号
 * public DatagramPacket(byte buf[], int length,
                          InetAddress address, int port) {
        this(buf, 0, length, address, port);
    }*/
		String data = "今天天气如何？";
		DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data.getBytes(),data.getBytes().length,InetAddress.getLocalHost(),8989);
		
		DatagramSocket ds = new DatagramSocket();
		ds.send(dp);
		ds.close();
		
	}

}

public class Receive {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		/*1.创建接受数据包的站点（DatagramSocket对象）
		 * 2. 通过DatagramSocket对象receive()接受发送端发过来的数据包
		 * 3.解析得到的数据包内的数据
		 * 4.关闭资源
		 * */
		DatagramSocket ds =new DatagramSocket(8989);
	//创建空的数据包，需要制定 空数据包 大小
		byte [] b = new byte[1024]; //默认值全为 0
		DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b,b.length);
		ds.receive(dp); //接受的信件保存到空数据包里面
		
		byte[] data = dp.getData();//获取dp数据包的字节数组
		System.out.println("发送端发送的数据："+new String(Arrays.copyOf(data, dp.getLength())));
　　　　　　　　　ds.close();
	}

}

6. TCP与UDP的区别

1. 基于连接与无连接 ;

2. 对系统资源的要求（TCP较多，UDP少） ;

3. UDP程序结构较简单 ;

4. 流模式与数据报模式 ;

5. TCP保证数据正确性，UDP可能丢包，TCP保证数据顺序，UDP不保证（多个数据包的顺序）;