网络编程

1.网络编程概述

Java是Internet 上的语言，它从语言级上提供了对网络应用程序的支持，程序员能够很容易开发常见的网络应用程序。
Java提供的网络类库，可以实现无痛的网络连接，联网的底层细节被隐藏在Java 的本机安装系统里，由JVM 进行控制。并且Java 实现了一个跨平台的网络库，程序员面对的是一个统一的网络编程环境。
计算机网络：
把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息、共享硬件、软件、数据信息等资源。
网络编程的目的：
直接或间接地通过网络协议与其它计算机实现数据交换，进行通讯。
网络编程中有两个主要的问题：
- 如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
- 找到主机后如何可靠高效地进行数据传输

2022-09-13_180831

2.网络通信要素概述

通信双方地址
- IP
- 端口号
一定的规则（即：网络通信协议。有两套参考模型）
- OSI参考模型：模型过于理想化，未能在因特网上进行广泛推广
- TCP/IP参考模型(或TCP/IP协议)：事实上的国际标准。
网络通信协议

2022-09-13_181230

3.通信要素1：IP和端口号

3.1 IP的理解

IP 地址：InetAddress
- 唯一的标识Internet 上的计算机（通信实体）
- 本地回环地址(hostAddress)：127.0.0.1 主机名(hostName)：localhost
- IP地址分类方式1：IPV4和IPV6
  - IPV4：4个字节组成，4个0-255。大概42亿，30亿都在北美，亚洲4亿。2011年初已经用尽。以点分十进制表示，如192.168.0.1
  - IPV6：128位（16个字节），写成8个无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，数之间用冒号（：）分开，如：3ffe:3201:1401:1280:c8ff:fe4d:db39:1984
- IP地址分类方式2：公网地址(万维网使用)和私有地址(局域网使用)。192.168.开头的就是私有地址，范围即为192.168.0.0–192.168.255.255，专门为组织机构内部使用
- 特点：不易记忆

端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）
- 不同的进程有不同的端口号
- 被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
- 端口分类：
  - **公认端口：**0~1023。被预先定义的服务通信占用（如：HTTP占用端口80，FTP占用端口21，Telnet占用端口23）
  - **注册端口：**1024~49151。分配给用户进程或应用程序。（如：Tomcat占用端口8080，MySQL占用端口3306，Oracle占用端口1521等）。
  - **动态/私有端口：**49152~65535。
- 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字

3.2 InetAddress类

/**
 * 一、网络编程中有两个主要的问题：
 * 1.如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
 * 2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输
 *
 * 二、网络编程中的两个要素：
 * 1.对应问题一：IP和端口号
 * 2.对应问题二：提供网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）
 *
 *
 * 三、通信要素一：IP和端口号
 *
 * 1. IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
 * 2. 在Java中使用InetAddress类代表IP
 * 3. IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网 和 局域网
 * 4. 域名:   www.baidu.com   www.mi.com  www.sina.com  www.jd.com
 *            www.vip.com
 * 5. 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost
 *
 * 6. 如何实例化InetAddress:两个方法：getByName(String host) 、 getLocalHost()
 *        两个常用方法：getHostName() / getHostAddress()
 *
 * 7. 端口号：正在计算机上运行的进程。
 * 要求：不同的进程有不同的端口号
 * 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
 *
 * 8. 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket
 */
public class InetAddressTest {

    public static void main(String[] args) {

        try {
            //File file = new File("hello.txt");
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.31.123");

            System.out.println(inet1);

            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(inet2);

            InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            InetAddress inet33 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(inet3);
            System.out.println(inet33);

            //获取本地ip
            InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inet4);

            //getHostName()
            System.out.println(inet2.getHostName());
            //getHostAddress()
            System.out.println(inet2.getHostAddress());

        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.3 DNS

3.3.1 概述

DNS（Domain Name System）是域名系统的英文缩写，是一种组织成域层次结构的计算机和网络服务命名系统，用于 TCP/IP 网络。

3.3.2 域名系统DNS 的作用

通常我们有两种方式识别主机：通过主机名或者 IP 地址。人们喜欢便于记忆的主机名表示，而路由器则喜欢定长的、有着层次结构的 IP 地址。为了满足这些不同的偏好，我们就需要一种能够进行主机名到IP 地址转换的目录服务，域名系统作为将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便地访问互联网。

因此，即使不使用域名也可以通过IP地址来寻址目的主机，但域名与IP地址相比，便于人们记忆。因此对于大多数网络应用，我们一般使用域名来访问目的主机，而不是直接使用IP地址来访问。

对于本例，简单来说，当我们在浏览器地址栏中输入某个Web服务器的域名时。用户主机首先用户主机会首先在自己的DNS高速缓存中查找该域名所应的IP地址。

2022-09-13_182824

如果没有找到，则会向网络中的某台DNS服务器查询，DNS服务器中有域名和IP地映射关系的数据库。当DNS服务器收到DNS查询报文后，在其数据库中查询，之后将查询结果发送给用户主机。

2022-09-13_182904

现在，用户主机中的浏览器可以通过Web服务器的IP地址对其进行访问了。

2022-09-13_182955

3.3.3 域名的层级关系

层级关系特点

因特网采用层次树状结构的域名结构
域名的结构由若干个分量组成，各分量之间用“点”隔开，分别代表不同级别的域名。
- 每一级的域名都由英文字母和数字组成，不超过63个字符，不区分大小写字母。
- 级别最低的域名写在最左边，而级别最高的顶级域名写在最右边。
- 完整的域名不超过255个字符。
域名系统既不规定一个域名需要包含多少个下级域名，也不规定每一级的域名代表什么意思。
各级域名由其上一级的域名管理机构管理，而最高的顶级域名则由因特网名称与数字地址分配机构ICANN进行管理。

因特网的域名空间

2022-09-13_183122

上图展示了 DNS 服务器的部分层次结构，从上到下依次为根域名服务器、顶级域名服务器和权威域名服务器。域名和IP地址的映射关系必须保存在域名服务器中，供所有其他应用查询。显然不能将所有信息都储存在一台域名服务器中。DNS使用分布在各地的域名服务器来实现域名到IP地址的转换。

域名服务器可以划分为以下四种不同的类型:

根域名服务器根域名服务器是最高层次的域名服务器。每个根域名服务器都知道所有的顶级域名服务器的域名及其IP地址。因特网上共有13个不同IP地址的根域名服务器。当本地域名服务器向根域名服务器发出查询请求时，路由器就把查询请求报文转发到离这个DNS客户最近的一个根域名服务器。这就加快了DNS的查询过程，同时也更合理地利用了因特网的资源。
顶级域名服务器 这些域名服务器负责管理在该顶级域名服务器注册的所有二级域名。当收到DNS查询请求时就给出相应的回答（可能是最后的结果，也可能是下一级权限域名服务器的IP地址)。
权限域名服务器 这些域名服务器负责管理某个区的域名。每一个主机的域名都必须在某个权限域名服务器处注册登记。因此权限域名服务器知道其管辖的域名与IP地址的映射关系。另外，权限域名服务器还知道其下级域名服务器的地址。
本地域名服务器本地域名服务器不属于上述的域名服务器的等级结构。当一个主机发出DNS请求报文时，这个报文就首先被送往该主机的本地域名服务器。本地域名服务器起着代理的作用，会将该报文转发到上述的域名服务器的等级结构中。本地域名服务器离用户较近，一般不超过几个路由器的距离，也有可能就在同一个局域网中。本地域名服务器的IP地址需要直接配置在需要域名解析的主机中。

3.3.4 DNS域名解析过程

域名解析包含两种查询方式，分别是递归查询和迭代查询。

递归查询

如果主机所询问的本地域名服务器不知道被查询域名的 IP 地址，那么本地域名服务器就以 DNS 客户端的身份，向其他根域名服务器继续发出查询请求报文，即替主机继续查询，而不是让主机自己进行下一步查询。

我们以一个例子来了解DNS递归查询的工作原理，假设图中的主机 (IP地址为m.xyz.com) 想知道域名y.abc.com的IP地址。

主机首先向其本地域名服务器进行递归查询。
本地域名服务器收到递归查询的委托后，也采用递归查询的方式向某个根域名服务器查询。
根域名服务器收到递归查询的委托后，也采用递归查询的方式向某个顶级域名服务器查询。
顶级域名服务器收到递归查询的委托后，也采用递归查询的方式向某个权限域名服务器查询。

过程如图所示：

2022-09-13_183519

当查询到域名对应的IP地址后，查询结果会在之前受委托的各域名服务器之间传递，最终传回给用户主机。

过程如图所示：

2022-09-13_183613

迭代查询

当根域名服务器收到本地域名服务器发出的迭代查询请求报文时，要么给出所要查询的IP 地址，要么告诉本地服务器下一步应该找哪个域名服务器进行查询，然后让本地服务器进行后续的查询。

迭代查询过程如下：

主机首先向其本地域名服务器进行递归查询。
本地域名服务器采用迭代查询，它先向某个根域名服务器查询。
根域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应查询的顶级域名服务器的IP地址。
本地域名服务器向顶级域名服务器进行迭代查询。
顶级域名服务器告诉本地域名服务器，下一次应查询的权限域名服务器的IP地址。
本地域名服务器向权限域名服务器进行迭代查询。
权限域名服务器告诉本地域名服务器所查询的域名的IP地址。
本地域名服务器最后把查询的结果告诉主机。

过程如图所示：

2022-09-13_183737

由于递归查询对于被查询的域名服务器负担太大，通常采用以下模式：从请求主机到本地域名服务器的查询是递归查询，而其余的查询是迭代查询。

3.3.5 高速缓存

为了提高DNS的查询效率，并减轻根域名服务器的负荷和减少因特网上的DNS查询报文数量，在域名服务器中广泛地使用了高速缓存。高速缓存用来存放最近查询过的域名以及从何处获得域名映射信息的记录。

由于域名到IP地址的映射关系并不是永久不变，为保持高速缓存中的内容正确，域名服务器应为每项内容设置计时器并删除超过合理时间的项（例如，每个项目只存放两天)。

不但在本地域名服务器中需要高速缓存，在用户主机中也很需要。许多用户主机在启动时从本地域名服务器下载域名和IP地址的全部数据库，维护存放自己最近使用的域名的高速缓存，并且只在从缓存中找不到域名时才向域名服务器查询。同理，主机也需要保持高速缓存中内容的正确性。

如图所示：

2022-09-13_183910

如果本地域名服务器不久前已经有用户查询过域名为y.abc.com的IP地址，则本地域名服务器的高速缓存中应该存有该域名对应的IP地址。因此，直接把高速缓存中存放的上次查询结果(即y.abc.com的IP地址)告诉用户。

3.4 InetAddress类

Internet上的主机有两种方式表示地址：
- 域名(hostName)：www.atguigu.com
- IP地址(hostAddress)：202.108.35.210
InetAddress类主要表示IP地址，两个子类：Inet4Address、Inet6Address。
InetAddress类对象含有一个Internet主机地址的域名和IP地址：www.atguigu.com和202.108.35.210。4
域名容易记忆，当在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器(DNS)负责将域名化成IP地址，这样才能和主机建立连接。-------域名解析
InetAddress类没有提供公共的构造器，而是提供了如下几个静态方法来获取InetAddress实例
1. public static InetAddress getLocalHost()
2. public static InetAddress getByName(String host)
InetAddress提供了如下几个常用的方法
1. public String getHostAddress()：返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
2. public String getHostName()：获取此 IP 地址的主机名
3. public boolean isReachable(int timeout)：测试是否可以达到该地址

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

/**
 * 一、网络编程中有两个主要的问题：
 * 1.如何准确地定位网络上一台或多台主机；定位主机上的特定的应用
 * 2.找到主机后如何可靠高效地进行数据传输
 *
 * 二、网络编程中的两个要素：
 * 1.对应问题一：IP和端口号
 * 2.对应问题二：提供网络通信协议：TCP/IP参考模型（应用层、传输层、网络层、物理+数据链路层）
 *
 *
 * 三、通信要素一：IP和端口号
 *
 * 1. IP:唯一的标识 Internet 上的计算机（通信实体）
 * 2. 在Java中使用InetAddress类代表IP
 * 3. IP分类：IPv4 和 IPv6 ; 万维网 和 局域网
 * 4. 域名:   www.baidu.com   www.mi.com  www.sina.com  www.jd.com
 *            www.vip.com
 * 5. 本地回路地址：127.0.0.1 对应着：localhost
 *
 * 6. 如何实例化InetAddress:两个方法：getByName(String host) 、 getLocalHost()
 *        两个常用方法：getHostName() / getHostAddress()
 *
  * 7. 端口号：正在计算机上运行的进程。
 * 要求：不同的进程有不同的端口号
 * 范围：被规定为一个 16 位的整数 0~65535。
 *
 * 8. 端口号与IP地址的组合得出一个网络套接字：Socket
 */
public class InetAddressTest {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            //File file = new File("hello.txt");
            InetAddress inet1 = InetAddress.getByName("192.168.10.14");

            System.out.println(inet1);

            InetAddress inet2 = InetAddress.getByName("www.atguigu.com");
            System.out.println(inet2);

            InetAddress inet3 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(inet3);

            //获取本地ip
            InetAddress inet4 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(inet4);

            //getHostName()
            System.out.println(inet2.getHostName());
            //getHostAddress()
            System.out.println(inet2.getHostAddress());

        } catch (UnknownHostException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4.通信要素2：网络协议

网络通信协议
计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议，对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。
问题：网络协议太复杂
计算机网络通信涉及内容很多，比如指定源地址和目标地址，加密解密，压缩解压缩，差错控制，流量控制，路由控制，如何实现如此复杂的网络协议呢？
通信协议分层的思想
在制定协议时，把复杂成份分解成一些简单的成份，再将它们复合起来。最常用的复合方式是层次方式，即同层间可以通信、上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。各层互不影响，利于系统的开发和扩展。

4.1 TCP和UDP网络通信协议的对比

传输层协议中有两个非常重要的协议：
- 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
- 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。
TCP/IP 以其两个主要协议：传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名，实际上是一组协议，包括多个具有不同功能且互为关联的协议。
IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议，支持网间互连的数据通信。
TCP/IP协议模型从更实用的角度出发，形成了高效的四层体系结构，即物理链路层、IP层、传输层和应用层。
TCP协议：
- 使用TCP协议前，须先建立TCP连接，形成传输数据通道
- 传输前，采用“三次握手”方式，点对点通信，是可靠的
- TCP协议进行通信的两个应用进程：客户端、服务端。
- 在连接中可进行大数据量的传输传输完毕，需释放已建立的连接，效率低
UDP协议：
- 将数据、源、目的封装成数据包，不需要建立连接
- 每个数据报的大小限制在64K内
- 发送不管对方是否准备好，接收方收到也不确认，故是不可靠的
- 可以广播发送
- 发送数据结束时无需释放资源，开销小，速度快

2022-09-13_185931

2022-09-13_185955

4.2 Socket

利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用，以至于成为事实上的标准。
网络上具有唯一标识的IP地址和端口号组合在一起才能构成唯一能识别的标识符套接字。
通信的两端都要有Socket，是两台机器间通信的端点。
网络通信其实就是Socket间的通信。
Socket允许程序把网络连接当成一个流，数据在两个Socket间通过IO传输。
一般主动发起通信的应用程序属客户端，等待通信请求的为服务端
Socket分类：
1. 流套接字（stream socket）：使用TCP提供可依赖的字节流服务
2. 数据报套接字（datagram socket）：使用UDP提供“尽力而为”的数据报服务

2022-09-13_190338

5.TCP网络编程

5.1 基于Socket的TCP编程

Java语言的基于套接字编程分为服务端编程和客户端编程，其通信模型如图所示：

2022-09-13_190718

客户端

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤：
1. 创建Socket：根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应，则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败，会出现异常。
2. 打开连接到Socket的输入/出流：使用 getInputStream()方法获得输入流，使用getOutputStream()方法获得输出流，进行数据传输
3. 按照一定的协议对Socket进行读/写操作：通过输入流读取服务器放入线路的信息（但不能读取自己放入线路的信息），通过输出流将信息写入线程。
4. 关闭Socket：断开客户端到服务器的连接，释放线路
客户端程序可以使用Socket类创建对象，创建的同时会自动向服务器方发起连接Socket的构造器是：
1. Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException：向服务器(域名是host。端口号为port)发起TCP连接，若成功，则创建Socket对象，否则抛出异常。
2. Socket(InetAddress address,int port)throws IOException：根据InetAddress对象所表示的IP地址以及端口号port发起连接。

客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

Socket s = new 
Socket(“192.168.40.165”,9999);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write(" hello".getBytes());
s.close();

服务端

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤：
1. 调用ServerSocket(int port) **：**创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。
2. 调用 accept()：监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字对象。
3. 调用该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream()：获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。
4. 关闭ServerSocket和Socket对象：客户端访问结束，关闭通信套接字。
ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接，类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说，服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

所谓“接收”客户的套接字请求，就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
Socket s = ss.accept ();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int num = in.read(buf);
String str = new String(buf,0,num);
System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);
s.close();
ss.close();

代码示例

import org.junit.Test;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetAddress;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

/**
 * 实现TCP的网络编程
 * 例子1：客户端发送信息给服务端，服务端将数据显示在控制台上
 */
public class TCPTest {

    //客户端
    @Test
    public void client()  {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.创建Socket对象，指明服务器端的ip和端口号
            InetAddress inet = InetAddress.getByName("192.168.14.100");
            socket = new Socket(inet,8899);
            //2.获取一个输出流，用于输出数据
            os = socket.getOutputStream();
            //3.写出数据的操作
            os.write("你好，我是客户端HH".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //4.资源的关闭
            if(os != null){
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket != null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }

            }
        }
    }
    //服务端
    @Test
    public void server()  {

        ServerSocket ss = null;
        Socket socket = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            //1.创建服务器端的ServerSocket，指明自己的端口号
            ss = new ServerSocket(8899);
            //2.调用accept()表示接收来自于客户端的socket
            socket = ss.accept();
            //3.获取输入流
            is = socket.getInputStream();

            //不建议这样写，可能会有乱码
//        byte[] buffer = new byte[1024];
//        int len;
//        while((len = is.read(buffer)) != -1){
//            String str = new String(buffer,0,len);
//            System.out.print(str);
//        }
            //4.读取输入流中的数据
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] buffer = new byte[5];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                baos.write(buffer,0,len);
            }

            System.out.println(baos.toString());

            System.out.println("收到了来自于：" + socket.getInetAddress().getHostAddress() + "的数据");

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if(baos != null){
                //5.关闭资源
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(socket != null){
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(ss != null){
                try {
                    ss.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

示例2

import org.junit.Test;

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

/**
 * 实现TCP的网络编程
 * 例题3：从客户端发送文件给服务端，服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。
 * 并关闭相应的连接。
 *
 */
public class TCPTest3 {
    /**
     * 这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void test() throws IOException {
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9090);
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        FileInputStream fis = new FileInputStream(new File("164.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = fis.read(buffer)) != -1){
            os.write(buffer,0,len);
        }
        //关闭数据的输出
        socket.shutdownOutput();

        //5.接收来自于服务器端的数据，并显示到控制台上
        InputStream is = socket.getInputStream();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] bufferr = new byte[20];
        int len1;
        while((len1 = is.read(buffer)) != -1){
            baos.write(buffer,0,len1);
        }
        System.out.println(baos.toString());

        fis.close();
        os.close();
        socket.close();
        baos.close();
    }

    /**
     * 这里涉及到的异常，应该使用try-catch-finally处理
     * @throws IOException
     */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        ServerSocket ss = new ServerSocket(9090);
        Socket socket = ss.accept();
        InputStream is = socket.getInputStream();
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("1642.jpg"));
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        while((len = is.read(buffer)) != -1){
            fos.write(buffer,0,len);
        }

        System.out.println("图片传输完成");

        //6.服务器端给予客户端反馈
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        os.write("你好，照片我已收到，风景不错！".getBytes());

        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        ss.close();
        os.close();
    }
}

5.UDP网络编程

类DatagramSocket和DatagramPacket实现了基于UDP 协议网络程序。
UDP数据报通过数据报套接字DatagramSocket发送和接收，系统不保证UDP数据报一定能够安全送到目的地，也不能确定什么时候可以抵达。
DatagramPacket 对象封装了UDP数据报，在数据报中包含了发送端的IP地址和端口号以及接收端的IP地址和端口号。
UDP协议中每个数据报都给出了完整的地址信息，因此无须建立发送方和接收方的连接。如同发快递包裹一样。
流程：
1. DatagramSocket与DatagramPacket
2. 建立发送端，接收端
3. 建立数据包
4. 调用Socket的发送、接收方法
5. 关闭Socket

2022-09-13_193058

2022-09-13_193135

发送端

DatagramSocket ds = null;
try {
	ds = new DatagramSocket();
	byte[] by = "hello,atguigu.com".getBytes();
	DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by, 0, by.length, 
	InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 10000);
	ds.send(dp);
} catch (Exception e) {
	e.printStackTrace();
} finally {
	if (ds != null)
	ds.close();
}

接收端

DatagramSocket ds = null;
try {
	ds = new DatagramSocket(10000);
	byte[] by = new byte[1024];
	DatagramPacket dp = new DatagramPacket(by, by.length);
	ds.receive(dp);
	String str = new String(dp.getData(), 0, dp.getLength());
	System.out.println(str + "--" + dp.getAddress());
} catch (Exception e) {
	e.printStackTrace();
} finally {
	if (ds != null)
	ds.close();
}

代码示例

import org.junit.Test;

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

/**
 * UDPd协议的网络编程
 */
public class UDPTest {

    //发送端
    @Test
    public void sender() throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket();

        String str = "我是UDP发送端";
        byte[] data = str.getBytes();
        InetAddress inet = InetAddress.getLocalHost();
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(data,0,data.length,inet,9090);

        socket.send(packet);
        socket.close();
    }

    //接收端
    @Test
    public void receiver() throws IOException {
        DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9090);

        byte[] buffer = new byte[100];
        DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer,0,buffer.length);

        socket.receive(packet);

        System.out.println(new String(packet.getData(),0,packet.getLength()));

        socket.close();
    }
}

6.URL编程

6.1 URL类

URL(Uniform Resource Locator)：统一资源定位符，它表示 Internet 上某一资源的地址。
它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。
通过 URL 我们可以访问 Internet 上的各种网络资源，比如最常见的 www，ftp 站点。浏览器通过解析给定的 URL 可以在网络上查找相应的文件或其他资源。
URL的基本结构由5部分组成：
- <传输协议>://<主机名>:<端口号>/<文件名>#片段名?参数列表
  - 例如: http://192.168.1.100:8080/helloworld/index.jsp#a?username=shkstart&password=123
- #片段名：即锚点，例如看小说，直接定位到章节
- 参数列表格式：参数名=参数值&参数名=参数值....

6.2 URL类构造器

为了表示URL，java.net 中实现了类 URL。我们可以通过下面的构造器来初始化一个 URL 对象：
- public URL (String spec)：通过一个表示URL地址的字符串可以构造一个URL对象。例如：URL url = new URL ("http://www. atguigu.com/");
- public URL(URL context, String spec)：通过基 URL 和相对 URL 构造一个 URL 对象。例如：URL downloadUrl = new URL(url, “download.html")
- public URL(String protocol, String host, String file); 例如：new URL("http","www.atguigu.com", “download. html");
- public URL(String protocol, String host, int port, String file); 例如: URL gamelan = new URL("http", "www.atguigu.com", 80, “download.html");
URL类的构造器都声明抛出非运行时异常，必须要对这一异常进行处理，通常是用 try-catch 语句进行捕获。

6.3 URL常用方法

一个URL对象生成后，其属性是不能被改变的，但可以通过它给定的方法来获取这些属性

public String getProtocol( ) 获取该URL的协议名
public String getHost( ) 获取该URL的主机名
public String getPort( ) 获取该URL的端口号
public String getPath( ) 获取该URL的文件路径
public String getFile( ) 获取该URL的文件名
public String getQuery( ) 获取该URL的查询名

URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/myTest.txt");
System.out.println("getProtocol() :"+url.getProtocol());
System.out.println("getHost() :"+url.getHost());
System.out.println("getPort() :"+url.getPort());
System.out.println("getPath() :"+url.getPath());
System.out.println("getFile() :"+url.getFile());
System.out.println("getQuery() :"+url.getQuery());

6.4 URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.net.HttpURLConnection;
import java.net.URL;

public class URLTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        HttpURLConnection urlConnection = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            URL url = new URL("http://127.0.0.1:8080/work/164.jpg");

            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

            urlConnection.connect();

            is = urlConnection.getInputStream();
            fos = new FileOutputStream("day10\\1643.jpg");

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while((len = is.read(buffer)) != -1){
                fos.write(buffer,0,len);
            }

            System.out.println("下载完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if(is != null){
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(fos != null){
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if(urlConnection != null){
                urlConnection.disconnect();
            }
        }
    }
}

2022-09-13_194550

6.5 URLConnection类

针对HTTP协议的URLConnection类

URL的方法 openStream()：能从网络上读取数据
若希望输出数据，例如向服务器端的 CGI （公共网关接口-Common Gateway Interface-的简称，是用户浏览器和服务器端的应用程序进行连接的接口）程序发送一些数据，则必须先与URL建立连接，然后才能对其进行读写，此时需要使用URLConnection 。
URLConnection：表示到URL所引用的远程对象的连接。当与一个URL建立连接时，首先要在一个 URL 对象上通过方法 openConnection() 生成对应的 URLConnection对象。如果连接过程失败，将产生IOException.
- URL netchinaren = new URL ("http://www.atguigu.com/index.shtml");
- URLConnectonn u = netchinaren.openConnection( );
通过URLConnection对象获取的输入流和输出流，即可以与现有的CGI程序进行交互
- public Object getContent( ) throws IOException
- public int getContentLength( )
- public String getContentType( )
- public long getDate( )
- public long getLastModified( )
- public InputStream getInputStream( )throws IOException
- public OutputSteram getOutputStream( )throws IOException

public class URLTest1 {

    public static void main(String[] args) {

        HttpURLConnection urlConnection = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fos = null;
        try {
            URL url = new URL("http://localhost:8080/examples/beauty.jpg");

            urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

            urlConnection.connect();

            is = urlConnection.getInputStream();
            fos = new FileOutputStream("day10\\beauty3.jpg");

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                fos.write(buffer, 0, len);
            }

            System.out.println("下载完成");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            //关闭资源
            if (is != null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (fos != null) {
                try {
                    fos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (urlConnection != null) {
                urlConnection.disconnect();
            }
        }
    }
}

7.URI、URL和URN的区别

URI，是uniform resource identifier，统一资源标识符，用来唯一的标识一个资源。而URL是uniform resource locator，统一资源定位符，它是一种具体的URI，即URL可以用来标识一个资源，而且还指明了如何locate这个资源。而URN，uniform resource name，统一资源命名，是通过名字来标识资源，比如mailto:java-net@java.sun.com。也就是说，URI是以一种抽象的，高层次概念定义统一资源标识，而URL和URN则是具体的资源标识的方式。URL和URN都是一种URI。
在Java的URI中，一个URI实例可以代表绝对的，也可以是相对的，只要它符合URI的语法规则。而URL类则不仅符合语义，还包含了定位该资源的信息，因此它不能是相对的。

2022-09-13_195427

8.小结

位于网络中的计算机具有唯一的IP地址，这样不同的主机可以互相区分。
客户端－服务器是一种最常见的网络应用程序模型。服务器是一个为其客户端提供某种特定服务的硬件或软件。客户机是一个用户应用程序，用于访问某台服务器提供的服务。端口号是对一个服务的访问场所，它用于区分同一物理计算机上的多个服务。套接字用于连接客户端和服务器，客户端和服务器之间的每个通信会话使用一个不同的套接字。TCP协议用于实现面向连接的会话。
Java 中有关网络方面的功能都定义在 java.net 程序包中。Java 用 InetAddress 对象表示 IP 地址，该对象里有两个字段：主机名(String) 和 IP 地址(int)。
类 Socket 和 ServerSocket 实现了基于TCP协议的客户端－服务器程序。Socket是客户端和服务器之间的一个连接，连接创建的细节被隐藏了。这个连接提供了一个安全的数据传输通道，这是因为 TCP 协议可以解决数据在传送过程中的丢失、损坏、重复、乱序以及网络拥挤等问题，它保证数据可靠的传送。
类 URL 和 URLConnection 提供了最高级网络应用。URL 的网络资源的位置来同一表示Internet 上各种网络资源。通过URL对象可以创建当前应用程序和 URL 表示的网络资源之间的连接，这样当前程序就可以读取网络资源数据，或者把自己的数据传送到网络上去。

# 网络编程

# 1.网络编程概述

# 2.网络通信要素概述

# 3.通信要素1：IP和端口号

# 3.1 IP的理解

# 3.2 InetAddress类

# 3.3 DNS

# 3.3.1 概述

# 3.3.2 域名系统DNS 的作用

# 3.3.3 域名的层级关系

# 3.3.4 DNS域名解析过程

# 3.3.5 高速缓存

# 3.4 InetAddress类

# 4.通信要素2：网络协议

# 4.1 TCP和UDP网络通信协议的对比

# 4.2 Socket

# 5.TCP网络编程

# 5.1 基于Socket的TCP编程

# 5.UDP网络编程

# 6.URL编程

# 6.1 URL类

# 6.2 URL类构造器

# 6.3 URL常用方法

# 6.4 URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

# 6.5 URLConnection类

# 7.URI、URL和URN的区别

# 8.小结

网络编程

1.网络编程概述

2.网络通信要素概述

3.通信要素1：IP和端口号

3.1 IP的理解

3.2 InetAddress类

3.3 DNS

3.3.1 概述

3.3.2 域名系统DNS 的作用

3.3.3 域名的层级关系

3.3.4 DNS域名解析过程

3.3.5 高速缓存

3.4 InetAddress类

4.通信要素2：网络协议

4.1 TCP和UDP网络通信协议的对比

4.2 Socket

5.TCP网络编程

5.1 基于Socket的TCP编程

5.UDP网络编程

6.URL编程

6.1 URL类

6.2 URL类构造器

6.3 URL常用方法

6.4 URL网络编程实现Tomcat服务端数据下载

6.5 URLConnection类

7.URI、URL和URN的区别

8.小结