第十七章 java网络编程

第十七章 java网络编程

17.1网络基础知识

网络基本概念

计算机网络，就是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。

网络体系结构：国际标准化组织ISO于l978年提出“开放系统互连参考模型”，即著名的OSI（Open System Interconnection）模型。该模型把计算机网络分成物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层等七层。

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。

TCP协议：提供可靠的数据传输服务的规则。

IP协议：进行IP数据包的分割和组装，网络层协议

IP地址和端口号

IP地址：为实现网络中不同的计算机之间的通信，在网络中的每台机器都必须有一个与众不同的标识，这就是IP地址（IP Address）。

IP地址的格式：数字型、32位、由4段8位的二进制数组成。一般表示为十进制形式（4个0~255的十进制整数），中间用圆点隔开，如：166.111.78.98。

IP地址的域名地址：也是分段表示的，便于记忆的、字符串形式。

端口：一个16位的整数，用于表示数据交给哪个通信程序处理。因此，端口就是应用程序与外界交流的出入口，它是一种抽象的软件结构，包括一些数据结构和I/O（基本输入/输出）缓冲区。

不同的应用程序处理不同端口上的数据，同一台机器上不能有两个程序使用同一个端口，端口号可以从0到65535，通常将它分为三类：

（1）公认端口（Well Known Ports）：从0到1023，它们紧密绑定（Binding）一些服务。

（2）注册端口（Registered Ports）：从1024到49151。它们松散地绑定一些服务。

（3）动态和/或私有端口（Dynamic and/or Private Ports）：从49152到65535，这些端口是应用程序使用的动态端口，应用程序一般不会主动使用这些端口。

17.2 java的基本网络应用

1．InetAddress类的使用--------------用于描述IP地址的对象

InetAddress类没有提供构造方法，而是提供了两个静态方法来获取InetAddress实例

（1）getByName(String host)：根据主机获取对应的InetAddress对象。
（2）getByAddress(byte[] addr)：根据原始IP地址来获取对应的InetAddress对象。

InetAddress ia = InetAddress.getByName(“主机的名称”);//获取IP地址

Ia = InetAddress.getByName(“192.168.0.1”);-

Byte[] add={277,34,7,8}

Ia = InetAddress.getByAddress(add);//获取IP地址对象

Ia.getHostName();//主机的名称

Ia.getHostAddress();//主机的地址

Ia.isReachable();//用于测试是否可以到达该地址

2．URL类的使用.

UDP( User Datagram Protocol )协议是用户数据报，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。

UDP是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。

使用UDP的优点

在网络质量令人不十分满意的环境下，UDP协议数据包丢失会比较严重。但是由于UDP的特性：它不属于连接型协议，因而具有资源消耗小，处理速度快的优点，所以通常音频、视频和普通数据在传送时使用UDP较多，因为它们即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。比如聊天用的ICQ和OICQ就是使用的UDP协议。

URL的构造方

URL url = new URL(“http://localhost:8080/webapp/index.html”);

url = new URL(“http”,” localhost:8080/webapp/index.html”);

url1 = new URL(“http://localhost:8080”);

url2 = new URL(url1);

通过构造方法可以调用一下方法

public String getProtocol() 获取该URL的协议名。

　　public String getHost() 获取该URL的主机名。

　　public int getPort() 获取该URL的端口号，如果没有设置端口，返回-1。

　　public String getFile() 获取该URL的文件名。

　　public String getRef() 获取该URL在文件中的相对位置。

　　public String getQuery() 获取该URL的查询信息。

　　public String getPath() 获取该URL的路径

　　public String getAuthority() 获取该URL的权限信息

　　public String getUserInfo() 获得使用者的信息

　　public String getRef() 获得该URL的锚

17.3在java中操纵UDP ------------DatagramSocket 和 DatagramPacket

DatagramSocket类：创建接收和发送UDP的Socket实例

DatagramSocket类的构造方法-------接收方

（1）DatagramSocket()：创建实例。通常用于客户端编程，它并没有特定监听的端口，仅仅使用一个临时的。

（2）DatagramSocket(int port)：创建实例，并固定监听Port端口的报文。

（3）DatagramSocket(int port, InetAddress localAddr)：这是个非常有用的构建器，当一台机器拥有多于一个IP地址的时候，由它创建的实例仅仅接收来自LocalAddr的报文

DatagramSocket类的方法

DatagramSocket类的方法

receive(DatagramPacket d)：接收数据报文到d中。receive方法产生一个“阻塞”。

send(DatagramPacket d)：发送报文d到目的地。

setSoTimeout(int timeout)：设置超时时间，单位为毫秒。

close()：关闭DatagramSocket。在应用程序退出的时候，通常会主动释放资源，关闭Socket，但是由于异常地退出可能造成资源无法回收。所以，应该在程序完成时，主动使用此方法关闭Socket，或在捕获到异常抛出后关闭Socket。

DatagramPacket用于处理报文，将byte数组、目标地址、目标端口等数据包装成报文或者将报文拆卸成byte数组。

构造方法

（1）DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress addr, int port)：从buf数组中，取出length长的数据创建数据包对象，目标是addr地址，port端口。

（2）DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length, InetAddress address, int port)：从buf数组中，取出offset开始的、length长的数据创建数据包对象，目标是addr地址，port端口。

（3）DatagramPacket(byte[] buf, int offset, int length)：将数据包中从offset开始、length长的数据装进buf数组。

DatagramPacket(byte[] buf, int length)：将数据包中length长的数据装进buf数组。

用于传送和接收的例子：

思路：

发送端

• 建立udpsocket服务端点。该端点建立，系统会随机分配一个端口。如果不想随机配置，可以手动指定。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9002);

• 将数据进行packet包的封装，必须要指定目的地地址和端口。
byte[] buf = "wo shi shu ju".getBytes();
DatagramPacket dp =new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("192.168.1.254"),9001);

• 通过socket服务的send方法将该包发出。
ds.send(dp);

• 将socket服务关闭。主要是关闭资源。
ds.close();

接收端

• 建立udp的socket服务。要监听一个端口。
DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9001);

• 定义一个缓冲区，将该缓冲区封装到packet包中。
byte[] buf = new byte[1024];
DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);

• 通过socket的receive方法将数据存入数据包中。
ds.receive(dp);

• 通过数据包dp的方法getData()、getAddress()、getPort()等方法获取包中的指定信息。

• 关闭socket。
ds.close();

发送端的实例；

DatagramSocket ds; //建立服务端点

try {

ds = new DatagramSocket();//创建一个socket对象，临时端口

byte[] buf = "wo shi shu ju".getBytes();

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),9001); //将数据进行封装

ds.send(dp);//不是一个阻塞的方法

System.out.println("数据发送完毕");

ds.close();

接收端的实例：

DatagramSocket ds = new DatagramSocket(9001);//创建一个socket对象，指定端口

byte[] buf = new byte[1024];

DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);//不需要指明目标ip地址和端口

ds.receive(dp);//该方法是阻塞式的。是一个阻塞的方法，一旦有数据就往下执行，接收对象

//发送方dp：buf、目的ip port

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

String text = new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

int port = dp.getPort();

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

ds.close();

在java中操作TCP ------------ ServerSocket 和Socket

ServerSocket：编写TCP网络服务程序,首先要用到java.net.ServerSocket类用以创建服务器Socket

µ 构造方法：

ü ServerSocket(int port)：创建绑定到特定端口的服务器套接字

ü ServerSocket(int port, int backlog)：利用指定的backlog(服务器忙时保持连接请求的等待客户数量),创建服务器套接字并将其绑定到指定的本地端口号。

ü ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)：使用指定的端口、侦听 backlog 和要绑定到的本地 IP 地址创建服务器。

ü

Socket：客户端要与服务器建立连接,必须先创建一个Socket对象

µ 常用构造方法

ü Socket(String host, int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定主机上的指定端口号。

ü Socket(InetAddress address, int port)：创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址的指定端口号。

Java提供了Socket类中的getInputStream()返回Socket的输入流对象，getOutputStream()返回Socket的输出流对象。

服务端：

ServerSocket ss = null;

try {

ss = new ServerSocket(9001,3);//建立连接

Socket s = ss.accept();//在没有对象的时候处于阻塞状态，如果有对象从客户端传过来，则把传过来的数据

//获取输入和输出流对象

InputStream in = s.getInputStream();//接收客户端的消息

OutputStream out = s.getOutputStream();

out.write("hello".getBytes());//向客户端发送数据

byte[] arr=new byte[1024];

int len = in.read(arr);

System.out.println(new String(arr,0,arr.length));

客户端：

Socket s = null;

try {

s = new Socket("127.0.0.1",9001);//建立连接

/*s1 = new Socket("127.0.0.1",9001);

s2 = new Socket("127.0.0.1",9001);

s3 = new Socket("127.0.0.1",9001);*/

InputStream in = s.getInputStream(); //返回s的输入流对象

OutputStream out = s.getOutputStream();//返回s的输出流对象

byte[] b = new byte[1024];

int len = in.read(b);

System.out.println(new String(b,0,len));

out.write("收到了".getBytes());

注：先执行接收方，在执行发送

DatagramePacket 处理报文，把数据包装成报文或拆封为，封装的是字节数组

用来接收数据的构造方法，不需要指明目的的IP和端口

Receive（）接收方法

用来发送的构造方法（有目的地址和端口）

Send（）发送方法 不是一个阻塞的方法