网络编程浅析

网络编程 1. 软件结构

常见的软件结构有C/S和B/S

C/S结构：Client/Server，表示客户端/服务器端的软件结构

例如：QQ，微信，等等，只要需要下载安装，并且和服务器通信的这一类软件，都属于C/S的软件结构

B/S结构：Browser/Server，表示浏览器/服务器软件结构

例如：淘宝，京东等，只要是需要使用浏览器，并且和服务器，通信的这一类软件，都属于B/S的软件结构

C/S和B/S比较：

C/S在图形的表现能力上以及运行的速度上肯定强于B/S
C/S需要运行专门的客户端，并且他不能跨平台，用c++在windows下写的程序不能再Linux下运行
B/S不需要专门的客户端，只要系统中安装了浏览器即可访问，方便用户的使用
B/S是基于网页语言的，与操作系统无关，所以跨平台也是他的优势。

2. 通信协议

网络通信协议：

通过计算机网络可以使多台计算机实现相互连接，位于同一个网络中的两台计算机，在进行连接和通信时，需要遵守一定的规则，这些连接和通信的规则

通信协议，对两台计算机之间所传输数据的传输格式，传输步骤等做了统一规定要求，通信双方必须同时遵守才能完成数据交换

TCP/IP协议栈：

传输控制协议/因特网互联协议，是一系列网络协议的总和，是构成网络通信的核心骨架。是互联网中最基本，使用最广泛的协议。

定义了计算机如何连入因特网，以及数据如何在计算机之间进行传输

TCP/IP协议栈采用4层结构：

链路层：用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，如光纤，网线提供驱动
网络层：是整个TC/IP协议的核心，主要是用于将传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或者网络
传输层：主要使网络程序进行通信，在进行网络通信时，可以采用TCP协议，亦可以采用UDP协议
应用层：主要负责应用程序的协议，例如HTTP协议，FTP协议

3. TCP/UDP

TCP，传输控制协议 (Transmission Control Protocol)

TCP协议是面向连接的通信协议，即传输数据之前，在发送端和接收端建立连接，然后再传输数据，它提供了两台计算机之间可靠的、无差错的数据传输。

在TCP连接中，将计算机明确划分为客户端与服务器端，并且由客户端向服务端发出连接请求，每次连接的创建都需要经过“三次握手”的过程。

TCP的三次握手：TCP协议中，在发送数据的准备阶段，客户端与服务器之间的三次交互，以保证连接的可靠

第一次握手，客户端向服务器端发送连接请求，等待服务器确认
第二次握手，服务器端向客户端回送一个响应，通知客户端收到了连接请求
第三次握手，客户端再次向服务器端发送确认信息，确认连接

4. 端口号与IP

IP地址，互联网协议地址。ip地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一编号

查看本地ip地址的命令：

ipconfig

查看本机与另一台主机是否连通：

ping ip地址

ping 10.0.1.129

表示本机ip地址：

127.0.0.1/localhost

端口号：网络的通信，本质上时两个进程（应用程序）的通信。每台计算机都有很多多的进程，每个需要网络通信的进程（应用程序），都会占用系统的一个端口号

在网络中，通过ip可以找到对应的主机设备，而通过端口号，可以找到这个主机中正在运行的一个应用程序

端口号的范围时0_{65535，其中0}1023之间的端口号用于系统内部的使用。所以选择端口号的时候需要避免这些。

默认的端口号：

oracle启动后默认占用端口号1521，mysql启动后默认端口号3306，redis启动后默认占用端口号6379，tomcat启动后默认占用端口号8080

**查看某个端口的进程PID

Windows系统中执行命令

//查看正在使用的程序的端口号
	netstat -aon
//查看某个端口号的进程PID
    netstat -aon|findstr 端口号
        
//强制关闭（杀死）
        taskkill /F /pid 2696

Ubuntu系统中执行命令：

//查看占用8888端口号的进程PID
netstat -anp | grep :8888
//显示结果，找到占用8888端口号的PID
tcp 0 0 :::8888 :::* LISTEN 3626/java
//强制关闭（杀死）
kill -9 3626

如果权限不足，可以使用root操作，或者使用sudo命令

5. TCP网络编程

在TCP通信协议下，能实现两台计算机之间的数据交互，并且他们要严格区分客户端（Client）与服务器端（Server）

客户端和服务器端通信的步骤：

服务器端先启动，并占用一个指定的端口号，等待客户端的连接
客户端主动发起服务器端的连接，在连接成功后就可以进行数据发送了

在java中，对于这样基于TCP协议下连接通信的客户端和服务端，分别进行了抽象：

java.net.Socket类表示客户端
java.net.ServerSocket类表示服务器端

使用Socket和ServerSocket进行的编程，也称之为套接字编程

交互

使用客户端（Socket）与服务器端（ServerSocket）交互

客户端和服务器端进行连接：

服务器端：

package toto2.网络编程12;

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

public class ServerTCP {
	public static void main(String[] args) {
		int port=8889;
		ServerSocket server=null;
		Socket socket=null;
		
		
		try {
			server = new ServerSocket(port);
			System.out.println("服务器启动，监听端口"+port+",等待客户端的连接");
			socket= server.accept();
			System.out.println("服务器接收到客户端的连接："+socket);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//关闭流
			if(socket!=null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO 自动生成的 catch 块
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
			if(server!=null) {
				try {
					server.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO 自动生成的 catch 块
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
		
		
	}

}

客户端：

package toto2.网络编程12;

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

public class ServerTCP {
	public static void main(String[] args) {
		int port=8889;
		ServerSocket server=null;
		Socket socket=null;
		
		
		try {
			server = new ServerSocket(port);
			System.out.println("服务器启动，监听端口"+port+",等待客户端的连接");
			socket= server.accept();
			System.out.println("服务器接收到客户端的连接："+socket);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//关闭流
			if(socket!=null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO 自动生成的 catch 块
					e.printStackTrace();
				}
			}
			
			if(server!=null) {
				try {
					server.close();
				} catch (IOException e) {
					// TODO 自动生成的 catch 块
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
		
		
	}

}

让客户端可以从控制台接收用户的输入内容，然后再写给服务器，然后再接收服务器写回来的数据

服务端代码

package toto2.网络编程12;

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

public class ServerTcp1 {
	public static void main(String[] args) {
		int port = 8889;
		ServerSocket server = null;
		Socket socket = null;
		BufferedReader in = null;
		PrintWriter out = null;
		
		String encoding = "UTF-8";


		try {
			server = new ServerSocket(port);

			System.out.println("服务器启动，监听端口" + port + ",等待客户端的连接");
			socket = server.accept();
			System.out.println("服务器接收到客户端的连接：" + socket);

			// 获取输入流，读取客户端发送过来的内容
			in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream(), "UTF-8"));
			out = new PrintWriter(new
					OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(),encoding));
			
			String line = null;
			line = in.readLine();
			System.out.println("服务器接收到客户端发送的信息" + line);
			out.println("欢迎来到toto服务器！");
			out.flush();

		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			// 关闭资源
			if (in != null) {
				try {
					in.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (socket != null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
			if (server != null) {
				try {
					server.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		}
	}

}

客户端代码

package toto2.网络编程12;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class ClientTcp1 {
	public static void main(String[] args) {
		String host="127.0.0.1";
		int port=8889;
		Socket socket=null;
		PrintWriter out =null;
		BufferedReader in = null;
		
		BufferedReader inFormConsole = null;


		String encoding = "UTF-8";

		
		try {
			socket = new Socket(host,port);
			
			out= new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream(),"UTF-8"));
			in = new BufferedReader(new
					InputStreamReader(socket.getInputStream(),encoding));
			//创建新的输入流，负责读取从控制台中读取用户输入的内容
			inFormConsole = new BufferedReader(new
			InputStreamReader(System.in,encoding));
			String lineFromConsole = null;
			lineFromConsole = inFormConsole.readLine();
			out.println(lineFromConsole);
			out.flush();
			
			
			String line = null;
			line = in.readLine();
			System.out.println("客户端接收到服务器写回的是内容为："+line);

		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}finally {
			//关闭资源
			if(in!=null){
			try {
			in.close();
			} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
			}
			}

			if(out!=null) {
				out.close();
			}
			if(socket!=null) {
				try {
					socket.close();
				} catch (IOException e) {
					e.printStackTrace();
				}
				
			}
			
		}
	}

}

6. UDP网络

在UDP通信协议下，两台计算机之间进行数据交互，并不需要先建立连接，客户端直接往指定的IP和端口号上发送数据即可，但是它并不能保证数据一定能让对方收到

java.net.DatagramSocket 和 java.net.DatagramPacket 是UDP编程中使用到的俩个类，客户端和服务器端都使用这个俩类

java.net.DatagramSocket 负责接收和发送数据 java.net.DatagramPacket 负责封装要发送的数据和接收到的数据

7. URI与URL

URI，统一资源标识符，用来唯一标识一个资源。

UPL统一资源定位符，是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明如何定位这个资源。

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