什么是网络编程?

网络编程就是在两个或两个以上的设备(例如计算机)之间传输数据。程序员所作的事情就是把数据发送到指定的位置,或者接收到指定的数据,这个就是狭义的网络编程范畴。在发送和接收数据时,大部分的程序设计语言都设计了专门的API实现这些功能,程序员只需要调用即可。所以,基础的网络编程可以和打电话一样简单。

网络编程对于很多的初学者来说,都是很向往的一种编程技能,但是很多的初学者却因为很长一段时间无法进入网络编程的大门而放弃了对于该部分技术的学习。

在学习网络编程以前,很多初学者可能觉得网络编程是比较复杂的系统工程,需要了解很多和网络相关的基础知识,其实这些都不是很必需的。首先来问一个问题:你会打手机吗?很多人可能说肯定会啊,不就是按按电话号码,拨打电话嘛,很简单的事情啊!其实初学者如果入门网络编程的话也可以做到这么简单!

端口:

物理端口:

逻辑端口:用于标识进程的逻辑地址,不同进程的标识;有效端口:0~65535,其中0~1024系统使用或保留端口。

java 中IP对象:InetAddress,实例代码:

import java.net.*;

class  IPDemo{

    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException{

//通过名称(ip字符串or主机名)来获取一个ip对象。

InetAddress ip = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//java.net.UnknownHostException

System.out.println("addr:"+ip.getHostAddress());

System.out.println("name:"+ip.getHostName());

    }

}

Socket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。

TCP和UDP

1)TCP是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。它能够提供两台计算机之间的可靠的数据流,HTTPFTPTelnet等应用都需要这种可靠的通信通道。


2)UDP是一种无连接的协议,每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传送目的地,至于能够达到目的地,达到目的地的时     间以及内容的正确性都是不能保证的。


既然有了保证可靠传输的TCP协议,为什么还要非可靠传输的UDP协议呢?原因有两个:


1)可靠的传输是要付出代价的,对数据内容的正确性的检验必然会占用计算机处理时间和网络带宽。因此TCP的传输效率不如UDP高。

2)许多应用中并不需要保证严格的传输可靠性,比如视频会议系统,并不要求视频音频数据绝对正确,只要能够连贯就可以了。所以在这些场景下,使用UDP更合适些。

UDP传输

1)只要是网络传输,必须有socket 。

2)数据一定要封装到数据包中,数据包中包括目的地址、端口、数据等信息。

直接操作udp不可能,对于java语言应该将udp封装成对象,易于我们的使用,这个对象就是DatagramPacket。封装了udp传输协议的socket对象。

因为数据包中包含的信息较多,为了操作这些信息方便,也一样会将其封装成对象。这个数据包对象就是:DatagramPacket。通过这个对象中的方法,就可以获取到数据包中的各种信息。

DatagramSocket具备发送和接受功能,在进行udp传输时,需要明确一个是发送端,一个是接收端。

UDP传输的发送端

1)建立udp的socket服务,创建对象时如果没有明确端口,系统会自动分配一个未被使用的端口。

2)明确要发送的具体数据。

3)将数据封装成了数据包。

4)用socket服务的send方法将数据包发送出去。

5)关闭资源。

实例:

import java.net.*;

class  UdpSend{

    public static void main(String[] args)throws Exception {

//      1,建立udp的socket服务。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8888);//指定发送端口,不指定系统会随机分配。

//      2,明确要发送的具体数据。

String text = "udp传输演示 哥们来了";

byte[] buf = text.getBytes();

//      3,将数据封装成了数据包。

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,

buf.length,InetAddress.getByName("10.1.31.127"),10000);

//      4,用socket服务的send方法将数据包发送出去。

ds.send(dp);

//      5,关闭资源。

ds.close();

    }

}

UDP传输的接收端

1)创建udp的socket服务,必须要明确一个端口,作用在于,只有发送到这个端口的数据才是这个接收端可以处理的数据。

2)定义数据包,用于存储接收到数据。

3)通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。

4)通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容,比如ip、端口、数据等等。

5)关闭资源。

实例:

class UdpRece {

    public static void main(String[] args) throws Exception{

//      1,创建udp的socket服务。

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10000);

//      2,定义数据包,用于存储接收到数据。先定义字节数组,数据包会把数据存储到字节数组中。

byte[] buf = new byte[1024];

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

//      3,通过socket服务的接收方法将收到的数据存储到数据包中。

ds.receive(dp);//该方法是阻塞式方法。

//      4,通过数据包的方法获取数据包中的具体数据内容,比如ip,端口,数据等等。

String ip = dp.getAddress().getHostAddress();

int port = dp.getPort();

String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());//将字节数组中的有效部分转成字符串。

System.out.println(ip+":"+port+"--"+text);

//      5,关闭资源。

ds.close();

    }

}

TCP传输是两个端点的建立连接后会有一个传输数据的通道,这通道称为流,而且是建立在网络基础上的流,称之为socket流。该流中既有读取,也有写入。

TCP传输的两个端点:一个是客户端,一个是服务端。

客户端:对应的对象,Socket

服务端:对应的对象,ServerSocket

TCP客户端

1)建立tcp的socket服务,最好明确具体的地址和端口。这个对象在创建时,就已经可以对指定ip和端口进行连接(三次握手)。

2)如果连接成功,就意味着通道建立了,socket流就已经产生了。只要获取到socket流中的读取流和写入流即可,只要通过getInputStreamgetOutputStream就可以获取两个流对象。

3)关闭资源。

实例:

import java.net.*;

import java.io.*;

//需求:客户端给服务器端发送一个数据。

class  TcpClient{

    public static void main(String[] args) throws Exception{

Socket s = new Socket("10.1.31.69",10002);

OutputStream out = s.getOutputStream();//获取了socket流中的输出流对象。

out.write("tcp演示,哥们又来了!".getBytes());

s.close();

    }

}

TCP服务端

1)创建服务端socket服务,并监听一个端口。

2)服务端为了给客户端提供服务,获取客户端的内容,可以通过accept方法获取连接过来的客户端对象。

3)可以通过获取到的socket对象中的socket流和具体的客户端进行通讯。

4)如果通讯结束,关闭资源。注意:要先关客户端,再关服务端。

实例:

class  TcpServer{

    public static void main(String[] args) throws Exception{

ServerSocket ss = new ServerSocket(10002);//建立服务端的socket服务

Socket s = ss.accept();//获取客户端对象

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

System.out.println(ip+".....connected");

//      可以通过获取到的socket对象中的socket流和具体的客户端进行通讯。

InputStream in = s.getInputStream();//读取客户端的数据,使用客户端对象的socket读取流

byte[] buf = new byte[1024];

int len = in.read(buf);

String text = new String(buf,0,len);

System.out.println(text);

//      如果通讯结束,关闭资源。注意:要先关客户端,在关服务端。

s.close();

ss.close();

    }

}

IP地址和端口号

1)ip地址用于唯一标示网络中的一个通信实体,这个通信实体可以是一台主机,可以是一台打印机,或者是路由器的某一个端口。而在基于IP协议网络中传输的数据包,必须使用IP地址来进行标示。ip地址就像写一封信,必须指定收件人的地址一样。每个被传输的数据包中都包括了一个源IP和目标IP。

2)ip地址唯一标示了通信实体,但是一个通信实体可以有多个通信程序同时提供网络服务。这个时候就要通过端口来区分开具体的通信程序。一个通信实体上不能有两个通信程序使用同一个端口号。

IP地址和端口号,就像一个出差去外地入住酒店一样,IP地址表示了酒店在具体位置,而端口号则表示了这个人在酒店的房间号。

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