第六階段 網路程式設計

每一臺計算機通過網路連線起來，達到了資料互動的效果，而網路程式設計所解決的問題就是如何讓程式與程式之間實現資料的通訊與互動

在嗎？你是GG還是MM？

(一) 網路模型概述

(1) 兩大模型

網路模型一般是指:

• OSI（Open System Interconnection開放系統互連）參考模型
• TCP/IP參考模型

(2) 網路模型七層概述

1. 物理層：主要定義物理裝置標準，如網線的介面型別、光纖的介面型別、各種傳輸介質的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸位元流（就是由1、0轉化為電流強弱來進行傳輸,到達目的地後在轉化為1、0，也就是我們常說的數模轉換與模數轉換）。這一層的資料叫做位元

   。

2. 資料鏈路層：主要將從物理層接收的資料進行MAC地址（網絡卡的地址）的封裝與解封裝。常把這一層的資料叫做幀。在這一層工作的裝置是交換機，資料通過交換機來傳輸。

3. 網路層：主要將從下層接收到的資料進行IP地址（例192.168.0.1)的封裝與解封裝。在這一層工作的裝置是路由器，常把這一層的資料叫做資料包。

4. 傳輸層：定義了一些傳輸資料的協議和埠號（WWW埠80等），如：TCP（傳輸控制協議，傳輸效率低，可靠性強，用於傳輸可靠性要求高，資料量大的資料），UDP（使用者資料報協議，與TCP特性恰恰相反，用於傳輸可靠性要求不高，資料量小的資料，如QQ微信聊天資料就是通過這種方式傳輸的）。 主要是將從下層接收的資料進行分段和傳輸

   ，到達目的地址後再進行重組。常常把這一層資料叫做段。

5. 會話層：通過傳輸層（埠號：傳輸埠與接收埠）建立資料傳輸的通路。主要在你的系統之間發起會話或者接受會話請求（裝置之間需要互相認識可以是IP也可以是MAC或者是主機名）

6. 表示層：主要是進行對接收的資料進行解釋、加密與解密、壓縮與解壓縮等（也就是把計算機能夠識別的東西轉換成人能夠能識別的東西（如圖片、聲音等）。

7. 應用層： 主要是一些終端的應用，比如說FTP（各種檔案下載），WEB（IE瀏覽），QQ之類的（可以把它理解成我們在電腦螢幕上可以看到的東西．就是終端應用）。

(二) 網路程式設計三要素

(1) IP地址

A：IP地址概述：IP地址是網路中計算機的唯一標識**

我們應該或多或少都有見過IP地址的格式 xxx.xxx.xxx.xxx大致應該是類似這樣的，但是計算機不是隻能識別二進位制的資料，但是很顯然，我們的IP地址確實不是二進位制的，這是什麼原因呢？

我們先隨便拿一個IP地址舉個例子看看

IP：192.168.1.100

換算：11000000 10101000 00000001 01100100

但是如果我們日後需要用到這個IP地址的時候，記憶起來就比較麻煩，所以，為了方便表示IP地址，我們就把IP地址的每一個位元組上的資料換算成十進位制，然後用 ' . ' 分開來表示："點分十進位制"

B：IP地址的組成：網路號段+主機號段

A類：第一號段為網路號段+後三段的主機號段，一個網路號：256256256 = 16777216

B類：前二號段為網路號段+後二段的主機號段，一個網路號：256*256 = 65536

C類：前三號段為網路號段+後一段的主機號段，一個網路號：256

C：IP地址的分類

A類

1.0.0.1---127.255.255.254    
(1)10.X.X.X是私有地址(私有地址就是在網際網路上不使用，而被用在區域網絡中的地址)               
(2)127.X.X.X是保留地址，用做迴圈測試用的

B類

128.0.0.1---191.255.255.254    
172.16.0.0---172.31.255.255是私有地址
169.254.X.X是保留地址

C類

192.0.0.1---223.255.255.254    192.168.X.X是私有地址

D類

224.0.0.1---239.255.255.254

E類

240.0.0.1---247.255.255.254

兩個DOS命令

ipconfig 檢視本機ip地址

ping 後面跟ip地址, 測試本機與指定的ip地址間的通訊是否有問題

特殊IP地址

127.0.0.1 迴環地址(表示本機)//也就是說，ping本機的IP地址相當於ping 127.0.0.1

x.x.x.255 廣播地址

x.x.x.0 網路地址

InetAddress的成員方法

//根據主機名或者IP地址的字串表示得到IP地址物件
public static InetAddress getByName(String host):

import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;

public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.24.1");

        //獲取兩個東西：主機名，IP地址
        String name = address.getHostName();
        String ip = address.getHostAddress();

        System.out.println(name + "---" + ip);
    }
}

//執行結果
LAPTOP-5T03DV1G---192.168.24.1

(2) 埠

• 物理埠 網絡卡口

• 邏輯埠 我們指的就是邏輯埠

  • 每個網路程式都會至少有一個邏輯埠

  • 用於標識程序的邏輯地址，不同程序的標識

  • 有效埠：0~65535，其中0~1024系統使用或保留埠。

(3) 協議

TCP：傳輸控制協議，傳輸效率低，可靠性強，用於傳輸可靠性要求高，資料量大的資料

UDP：使用者資料報協議，與TCP特性恰恰相反，用於傳輸可靠性要求不高，資料量小的資料，如QQ微信聊天資料就是通過這種方式傳輸的

簡單總結：

TCP：建立資料通道,無限制,效率低,可靠

UDP：資料打包,有限制,不連線,效率高,不可靠

(三) 控制檯簡單聊天案例

(1) UDP版本 V1.0

import java.io.IOException;
import java.net.*;

/*  UDP協議傳送資料：
 *     A:建立傳送端Socket物件
 *     B:建立資料，並把資料打包
 *     C:呼叫Socket物件的傳送方法傳送資料包
 *     D:釋放資源
 */
public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立socket物件
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        //建立資料，並把資料打包
        //DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
        byte[] bys = "Hello,BWH!".getBytes();//把字串轉換成字元陣列
        int length = bys.length;
        InetAddress address = InetAddress.getByName("192.168.24.1");
        int port = 10086; //自擬
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length, address, port);

        //呼叫Socket物件的方法傳送資料包
        //public void send(DatagramPacket p)
        ds.send(dp);

        //釋放資源
        ds.close(); //底層依賴IO流，所以要釋放資源
    }
}

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;

/*
 *  UDP協議接收資料：
 *      A:建立接收端Socket物件
 *      B:建立一個數據包(接收容器)
 *      C:呼叫Socket物件的接收方法接收資料
 *      D:解析資料包，並顯示在控制檯
 *      E:釋放資源
 */
public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 建立接收端Socket物件
        // DatagramSocket(int port)
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);

        // 建立一個數據包(接收容器)
        // DatagramPacket(byte[] buf, int length)
        byte[] bys = new byte[1024];
        int length = bys.length;
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, length);

        // 呼叫Socket物件的接收方法接收資料
        // public void receive(DatagramPacket p)
        ds.receive(dp);

        // 解析資料包，並顯示在控制檯
        // 獲取對方的ip
        // public InetAddress getAddress()
        InetAddress address = dp.getAddress();
        String ip = address.getHostAddress();

        // public byte[] getData():獲取資料緩衝區
        // public int getLength():獲取資料的實際長度
        byte[] bys2 = dp.getData();
        int len = dp.getLength();
        String s = new String(bys2, 0, len);
        System.out.println(ip + ": " + s);

        // 釋放資源
        ds.close();
    }
}

(2) UDP 版本V2.0

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;


public class SendDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立傳送端的Socket物件
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket();

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            if ("886".equals(line)) {
                break;
            }
            //建立資料並打包
            byte[] bys = line.getBytes();
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.24.1"), 10086);
            //傳送資料
            ds.send(dp);
        }
        //釋放資源
        ds.close();
    }
}

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class ReceiveDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //建立接受端的Socket物件
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(10086);
        while (true) {
            //建立一個包裹
            byte[] bys = new byte[1024];
            DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

            //接收資料
            ds.receive(dp);

            //解析資料
            String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
            String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
            System.out.println(ip + ": " + s);
        }
        // 釋放資源,但是接收端是伺服器應該一直開啟
        //ds.close();
    }
}

(3) UDP 版本V3.0

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class SendThread implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;

    public SendThread(DatagramSocket ds) {
        this.ds = ds;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
            String line = null;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                if ("886".equals(line)) {
                    break;
                }
                // 建立資料並打包
                byte[] bys = line.getBytes();
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length, InetAddress.getByName("192.168.24.1"), 10086);
                // 傳送資料
                ds.send(dp);
            }
            // 釋放資源
            ds.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class ReceiveThread implements Runnable {
    private DatagramSocket ds;

    public ReceiveThread(DatagramSocket ds) {
        this.ds = ds;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                //建立一個包裹
                byte[] bys = new byte[1024];
                DatagramPacket dp = new DatagramPacket(bys, bys.length);

                //接收資料
                ds.receive(dp);

                //解析資料
                String ip = dp.getAddress().getHostAddress();
                String s = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
                System.out.println("from " + ip + " data is : " + s);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;

public class ChatRoom {
    public static void main(String[] args) throws SocketException {
        DatagramSocket dsSend = new DatagramSocket();
        DatagramSocket dsReceive = new DatagramSocket(10086);

        SendThread st = new SendThread(dsSend);
        ReceiveThread rt = new ReceiveThread(dsReceive);

        Thread t1 = new Thread(st);
        Thread t2 = new Thread(rt);

        t1.start();
        t2.start();
    }
}

(4) TCP版本

package cn.bwh_06_TCP2;

import java.io.*;
import java.net.Socket;

public class Clietn {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket s = new Socket("192.168.24.1", 22222);

        //鍵盤錄入物件
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        //把通道內的流包裝一下
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            if ("886".equals(line)) {
                break;
            }
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

        s.close();
    }
}

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(22222);
        Socket s = ss.accept();

        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }

        s.close();
    }
}

(三) 其他功能

(1) 客戶端鍵盤錄入伺服器寫到文字檔案

//封裝通道內的資料
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

//封裝文字檔案
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new FileWriter("a.txt"));

(2) 客戶端讀取文字檔案伺服器控制檯輸出

//封裝文字檔案
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("Demo.java"));

//封裝通道內的資料
BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            bw.write(line);
            bw.newLine();
            bw.flush();
        }

結尾：

如果內容中有什麼不足，或者錯誤的地方，歡迎大家給我留言提出意見, 蟹蟹大家 ！^_^

如果能幫到你的話，那就來關注我吧！（系列文章均會在公眾號第一時間更新）

在這裡的我們素不相識，卻都在為了自己的夢而努力 ❤

一個堅持推送原創Java技術的公眾號：理想二旬不止

相關推薦