JavaSE超詳細筆記-網絡編程篇-基于黑馬

1. 什么是網絡編程【理解】

  • 1.1 概念

    • 在網絡通信協議下，不同計算機上運行的程序，進行的數據傳輸。
  • 應用場景:
    • 即時通信、網游對戰、金融證券、國際貿易、郵件、等等。
  • 不管是什么場景，都是計算機跟計算機之間通過網絡進行數據傳輸
  • Java中可以使用java.net包下的技術輕松開發出常見的網絡應用程序

1.2 常見的軟件架構

  • 1.21 C/S
    • C/S全稱：Client/Server（客戶端/服務器）
    • 采取該架構的軟件，需要在用戶本地需要下載并安裝客戶端程序，在遠程有一個服務器端程序[例如:QQ,Steam]
  • 1.22 B/S
    • B/S全稱：Browser/Server (瀏覽器/服務器)
    • 采取該架構的軟件，只需要一個瀏覽器，用戶通過不同的網址。客戶訪問不同的服務器[例如:京東，淘寶]
  • 1.23 C/S,B/S的選擇(優缺點)
    • 總結:CS適合專業化的辦公軟件，BS適合移動互聯網應用
    • C/S
      • 優點
        • 畫面可以做的非常精美，用戶體驗好
      • 缺點
        • 用戶需要下載和更新的時候比較麻煩
        • 需要開發客戶端，也需要開發服務端
    • B/S
      • 所有的通過服務器訪問的其實都是bs架構，如網頁游戲，購物商城? ?。
      • 優點[方便]
        • 不需要開發客戶端，只需要頁面+服務端
        • 用戶不需要下載，打開瀏覽器就能用
      • 缺點
        • 如果應用過大，用戶體驗受到影響

2. 網絡編程三要素【理解】

  • 2.1 三要素簡單概況

    • IP地址

      • 設備在網絡中的地址，是唯一的標識

    • 端口

      • 應用程序在設備中唯一的標識

    • 協議

      • 數據在網絡中傳輸的規則，常見的協議由UDP、TCP、http、https、ftp。

  • 2.2 IP

    • 2.21 概念
      • 全稱：Internet Protocol，是互聯網協議地址，也稱IP地址。是分配給上網設備的數字標簽。
      • 通俗理解:上網設備在網絡中的地址，是唯一的。
    • 2.22 常見的IP分類??????
      • IP地址分為兩大類
        • IPv4：全稱Internet Protocol version 4,互聯網通信協議第四版
          • 采用32位地址長度，分為4組
            • 例如一個采用二進制形式的IP地址是“11000000 10101000 00000001 01000010”
            • 為了方便使用，IP地址經常被寫成十進制的形式，中間使用符號“.”分隔不同的字節。于是，上面的IP地址可以表示為“192.168.1.66”。IP地址的這種表示法叫做“點分十進制表示法”，這顯然比1和0容易記憶得多
          • 缺點:ip地址不夠用,僅有不到43億，于是誕生了IPv6
        • IPv6【了解】：全稱Internet Protocal version 6,互聯網通信協議第六版。
          • 采用128位地址長度，分成8組
          • 這里就不舉例子了，可以參考IPv4的IP地址，不過為8組,也因此有2的128次方的ip地址
          • 為了方便使用，IPv6使用冒分十六進制表示法,將上面每一組轉為十六進制，并用冒號分隔。如2001:0DB8:0000:0023:0008:0800:200C:417A，因為比較長的原因，故把每一組前面的零進行省略，記錄成2001:DB8:0:23:8:800:200C:417A
          • 特殊情況:如果計算出的16進制里面有很多連續的0，可以使用0位壓縮表示法,如FF01:0:0:0:0:0:0:1101可以轉為FF01::1101
    • 2.23 IPv4的地址分類形式
      • 主要分為公網地址(萬維網使用) 和 私有地址(局域網使用)
      • 私有地址
        • 192.168.開頭的就是私有地址，范圍即為192.168.0.0--192.168.255.255,專門為組織機構內部使用，以此節省IP
      • 特殊IP地址
        • 127.0.0.1，也可以是localhost：是回送地址，也稱本地回環地址，也稱本機IP，永遠只會尋找當前所在本機。
      • 常見的CMD命令
        • ipconfig：查看本機IP地址
        • ping：檢查網絡是否連通
    • 2.24 InetAddress的使用
      • 概況:此類表示Internet協議（IP）地址

      • 相關方法

        方法名說明
        static InetAddress getByName(String host)確定主機名稱的IP地址。主機名稱可以是機器名稱，也可以是IP地址
        String getHostName()獲取此IP地址的主機名
        String getHostAddress()返回文本顯示中的IP地址字符串
public class MyInetAddress {public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {//IP的對象,看作為電腦的對象InetAddress address = InetAddress.getByName("LAPTOP-BPH5T8C9");InetAddress address1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");System.out.println(address);System.out.println(address1);String name = address.getHostAddress();System.out.println(name);String ip=address.getHostAddress();System.out.println(ip);}
}

  • 2.3 端口號

    • 概念:應用程序在設備中唯一的標識
    • 端口號:
      • 由兩個字節表示的整數，取值范圍:0~65535
      • 其中0~1023之間的端口號用于一些知名的網絡服務或者應用
      • 我們使用1024以上的端口號就可以了。
    • 注意:一個端口號只能被一個應用程序使用

  • 2.4 協議

    • 2.41 主要概念:
      • 計算機網絡中，連接和通信的規則被稱為網絡通信協議
      • OSI參考模型：世界互聯協議標準，全球通信規范,單模型過于理想化，未能在因特網上進行廣泛推廣
      • TCP/IP參考模型(或TCP/IP協議)：事實上的國際標準
      • 我們本次主要學習UDP協議和TCP協議
    • 2.42 UDP與TCP協議的簡單概括
      • UDP協議
        • UDP是面向無連接通信協議
        • 特點
          • 用戶數據報協議
          • 速度快，有大小限制，一次最多發送64K,數據不安全，易丟失數據
        • 應用場景
          • 網絡會議
          • 語音通話
          • 在線視頻
      • TCP協議
        • TCP是面向連接的通信協議
        • 特點
          • 速度慢
          • 沒有大小限制
          • 數據安全
        • 應用場景
          • 下載軟件
          • 文字聊天
          • 發送郵件

3. UDP通信程序

  • 3.1 UDP通信程序步驟(發送數據)

    • 發送數據的步驟(右邊是將其理解為寄東西的理解)

      • 創建發送端的Socket對象(DatagramSocket)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 找快遞公司

      • 創建數據，并把數據打包? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 打包禮物

      • 調用DatagramSocket對象的方法發送數據? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?快遞公司發送包裹?

      • 關閉發送端? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?付錢走人

  • 3.2 UDP發送方法

  • 構造方法

    方法名說明
    DatagramSocket()創建數據報套接字并將其綁定到本機地址上的任何可用端口
    DatagramPacket(byte[] buf,int len,InetAddress add,int port)創建數據包,發送長度為len的數據包到指定主機的指定端口

  • 相關方法

    方法名說明
    void send(DatagramPacket p)發送數據報包
    void close()關閉數據報套接字
    void receive(DatagramPacket p)從此套接字接受數據報包

? ? ? ? ? ? ? ?

    public static void main(String[] args) throws IOException {//創建DatagramSocket對象DatagramSocket ds= new DatagramSocket();//打包數據String str="數據傳輸中ing";byte[] bytes=str.getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1");int port=10086;DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);//發送數據ds.send(dp);//釋放資源ds.close();}
  • 細節:
    • 綁定端口，我們以后就是通過這個端口往外發送
    • 空參:所有可用的端口隨機一個進行使用
    • 有參:指定端口號進行綁定
  • 3.3 UDP通信程序步驟(接收數據)
    • 接收數據的步驟(右邊是將其理解為收東西的理解)
      • 創建接收端的DatagramSocket對象? ? ? ? ? ? ? ? 找快遞公司
      • 接受打包好的數據? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?接收箱子
      • 解析數據包? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 從箱子里面獲取禮物
      • 釋放資源? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 簽收走人
  • 3.4 UDP接收方法

  • 構造方法

    方法名說明
    DatagramPacket(byte[] buf, int len)創建一個DatagramPacket用于接收長度為len的數據包

  • 相關方法

    方法名說明
    byte[] getData()返回數據緩沖區
    int getLength()返回要發送的數據的長度或接收的數據的長度
    public static void main(String[] args) throws IOException {//細節：//在接收的時候，一定要綁定端口//而且綁定的端口一定要跟發送的端口保持一致//創建DatagramSocket對象DatagramSocket ds=new DatagramSocket(10086);//接收數據包byte[] bytes=new byte[1024];DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);ds.receive(dp);//解析數據被byte[] data=dp.getData();int len = dp.getLength();InetAddress address = dp.getAddress();int port = dp.getPort();System.out.println("接收到數據"+new String(data,0,len));System.out.println("該數據是從"+address+"這臺電腦中的"+port+"這個端口發出的");//釋放資源ds.close();}
  • 細節:
  • 綁定端口，我們以后就是通過這個端口往外發送
  • 空參:所有可用的端口隨機一個進行使用
  • 有參:指定端口號進行綁定
  • receive方法是堵塞的，會一直等發送端發送信息
3.5 UDP的三種通信方式
  • 單播：一對一個,一個電腦作為發送端，只給一臺電腦發送數據
    • 上述的代碼就是單播
  • 組播：一對一組,一個電腦作為發送端，可給一組電腦發送數據
    • 組播地址:224.0.0.0~239.255.255.255
      • 其中224.0.0.0~224.0.0.255 為預留的組播地址
  • 廣播：一對一群，一個電腦作為發送端，可以給局域網中所有電腦發送數據
    • 廣播地址:255.255.255.255
// 發送端
public class ClinetDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 創建發送端的Socket對象(DatagramSocket)DatagramSocket ds = new DatagramSocket();String s = "hello 組播";byte[] bytes = s.getBytes();InetAddress address = InetAddress.getByName("224.0.1.0");int port = 10000;// 2. 創建數據，并把數據打包(DatagramPacket)DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bytes,bytes.length,address,port);// 3. 調用DatagramSocket對象的方法發送數據(在單播中,這里是發給指定IP的電腦但是在組播當中,這里是發給組播地址)ds.send(dp);// 4. 釋放資源ds.close();}
}
// 接收端
public class ServerDemo {public static void main(String[] args) throws IOException {// 1. 創建接收端Socket對象(MulticastSocket)MulticastSocket ms = new MulticastSocket(10000);// 2. 創建一個箱子,用于接收數據DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024);// 3. 把當前計算機綁定一個組播地址,表示添加到這一組中.ms.joinGroup(InetAddress.getByName("224.0.1.0"));// 4. 將數據接收到箱子中ms.receive(dp);// 5. 解析數據包,并打印數據byte[] data = dp.getData();int length = dp.getLength();System.out.println(new String(data,0,length));// 6. 釋放資源ms.close();}
}

運行效果

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