网络编程

1.1 概述

计算机网络是指将位置不同的多台[计算机 通过通信线路连接起来，实现资源共享和信息传递的计算机系统

1.2 网络通信的要素

• ip和端口 网络通信协议(tcp/udp)

1.3 Ip地址（Internet Protocol）

• 定位唯一一台计算机 127.0.0.0:本机 localhost ip地址的分类(ip4/ip6) ip4 四个字节组成 2011年用尽 Ip6 通常写成8组，每组为四个十六进制数的形式 非常多，基本用不完 CDCD:910A:2222:5498:8475:1111:3900:2020 1030::C9B4:FF12:48AA:1A2B 2000:0:0:0:0:0:0:1 公网(互联网)/私网(局域网) 192.168.xx.xx 这种类型的代表的就是私网 其它类型 a.b.c.d 代表公网 域名:ip不方便记忆 不能显示地址组织的名称和性质，人们设计出了域名，通过DNS将域名和Ip关联，方便访问

1.4 端口(port)

端口:计算机与外界通讯交流的出口

• 代表计算机上的某一个程序的进程 不同的进程有不同的端口，代表不同的程序 被规定0-65535中间 TCP UDP，单个协议下，端口互不冲突 端口分类 公有端口 从0到1023 http:8080 ftp:21 https:443 程序注册端口1024~49151，分配给用户或程序 tomcat:8080 Mysql:3306 Oracle:1521 动态和/或私有端口 49152~65535

1.5 通信协议

通信协议：双方必须遵循的规则和约定。 确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。

常见协议：

• tcp/ip协议：传输控制协议/Internet协议，TCP/IP是由一组具有专业用途的多个子协议组合而成的，这些子协议包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等 tcp协议：打电话 一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议 连接稳定(一定会发送成功) 连接 三次握手 断开 四次挥手 分客户端、服务端 传输完成，断开连接，效率低 接收消息代码 public static void main(String[] args) { try { //等待 接收消息 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1025); //等待服务连接 Socket socket = serverSocket.accept(); InputStream inputStream = socket.getInputStream(); Scanner scanner = new Scanner(inputStream); while (scanner.hasNext()){ System.out.print(scanner.next()); } inputStream.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } 发送消息必须是服务端开启才能发送，否则 java.net.ConnectException: Connection refused: connect at java.net.DualStackPlainSocketImpl.connect0(Native Method) at java.net.DualStackPlainSocketImpl.socketConnect(DualStackPlainSocketImpl.java:79) at java.net.AbstractPlainSocketImpl.doConnect(AbstractPlainSocketImpl.java:350) at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connectToAddress(AbstractPlainSocketImpl.java:206) at java.net.AbstractPlainSocketImpl.connect(AbstractPlainSocketImpl.java:188) at java.net.PlainSocketImpl.connect(PlainSocketImpl.java:172) at java.net.SocksSocketImpl.connect(SocksSocketImpl.java:392) at java.net.Socket.connect(Socket.java:589) at java.net.Socket.connect(Socket.java:538) at java.net.Socket.<init>(Socket.java:434) at java.net.Socket.<init>(Socket.java:244) at tcpDemo.TcpClientDemo1.main(TcpClientDemo1.java:12) Process finished with exit code 0 发送消息代码 public static void main(String[] args) { try { //发送消息 InetAddress inetAddress = InetAddress.getByName("localhost"); Socket socket = new Socket(inetAddress, 1025); OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); outputStream.write("helloTcp".getBytes()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } 使用FTP实现文件上传 服务器代码(开启服务 等待上传) public static void main(String[] args) throws Exception { //创建服务 ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(1026); //监听客户端连接 Socket socket = serverSocket.accept(); //获取输入流 InputStream is = socket.getInputStream(); //输出文件 FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("2.jpg")); byte[] buffer = new byte[1024]; int len ; while ((len=is.read(buffer))!=-1){ fos.write(buffer,0,len); } //告诉客户端接收到了文件 OutputStream os = socket.getOutputStream(); os.write("服务端收到了文件".getBytes()); //关闭资源 os.close(); fos.close(); is.close(); socket.close(); serverSocket.close(); } -客户端代码(上传文件，服务开启时才能上传成功) public static void main(String[] args) throws Exception { //创建连接 Socket socket = new Socket("localhost",1026); //获取输出流 OutputStream outputStream = socket.getOutputStream(); //读取文件 FileInputStream fis=new FileInputStream(new File("1.jpg")); byte[] buffer =new byte[1024]; int len; while ((len=fis.read(buffer))!=-1){ outputStream.write(buffer,0,len); } //通知服务器 已经传输完毕 socket.shutdownOutput(); //文件发送完毕，接收服务端返回消息 InputStream is = socket.getInputStream(); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer2 = new byte[1024] ; int len2; while ((len2=is.read(buffer2))!=-1){ baos.write(buffer2,0,len2); } System.out.println("客户端： "+baos.toString()); //关闭资源 fis.close(); outputStream.close(); socket.close(); } UDP协议：发短信 不连接 不稳定(消息可能发送失败) 客户端 服务端 不明确 UDP实现消息发送 发送方代码（无论是否有人接收，都能发送成功） public static void main(String[] args) throws Exception{ DatagramSocket socket = new DatagramSocket(2222); while (true){ BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String readLine = reader.readLine(); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(readLine.getBytes(),0,readLine.getBytes().length,new InetSocketAddress("localhost",2233)); socket.send(packet); if(readLine.equals("bye")){ break; } } socket.close(); } 接收方代码 public static void main(String[] args) throws Exception{ DatagramSocket socket = new DatagramSocket(2233); while (true){ byte[] buffer = new byte[1024]; DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length); socket.receive(datagramPacket); byte[] data = datagramPacket.getData(); String receiveStr = new String(data,0,data.length).trim(); System.out.println(receiveStr); if(receiveStr.equals("bye")){ break; } } socket.close(); } 实现聊天 接收方 package udpDemo; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.SocketException; public class TaskReveive implements Runnable{ private int reveivePort; private DatagramSocket socket; public TaskReveive(int reveivePort) { this.reveivePort = reveivePort; try { socket = new DatagramSocket(reveivePort); } catch (SocketException e) { e.printStackTrace(); } } @Override public void run() { while (true){ try { byte[] buffer = new byte[1024]; DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length); socket.receive(datagramPacket); byte[] data = datagramPacket.getData(); String receiveStr = new String(data,0,data.length).trim(); System.out.println(receiveStr); if(receiveStr.equals("bye")){ break; } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } socket.close(); } } 发送方 package udpDemo; import java.io.BufferedReader; import java.io.InputStreamReader; import java.net.DatagramPacket; import java.net.DatagramSocket; import java.net.InetSocketAddress; public class TaskSender implements Runnable{ private int sendPort; private String sendIp; private int myPort; private String myIP; public TaskSender(int sendPort, String sendIp, int myPort, String myIP) { this.sendPort = sendPort; this.sendIp = sendIp; this.myPort = myPort; this.myIP = myIP; } @Override public void run(){ try { DatagramSocket socket = new DatagramSocket(myPort); while (true){ BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String readLine = reader.readLine(); InetSocketAddress inetSocketAddress = new InetSocketAddress(sendIp, sendPort); DatagramPacket packet = new DatagramPacket(readLine.getBytes(),0,readLine.getBytes().length,inetSocketAddress); socket.send(packet); if(readLine.equals("bye")){ break; } } socket.close(); }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); } } } 每人一个接收消息 一个发送消息 实现通信 package udpDemo; public class TaskStudent { public static void main(String[] args) { new Thread(new TaskSender(2233, "localhost", 2244, "localhost")).start(); new Thread(new TaskReveive(3322)).start(); } } package udpDemo; public class TestTeacher { public static void main(String[] args) { new Thread(new TaskSender(3322, "localhost", 3323,"localhost")).start(); new Thread(new TaskReveive(2233)).start(); } }

1.6 面试题

1. 说一下HTTP协议 HTTP协议:超文本传输协议，属于应用层协议，规定了客户端与服务端传输数据的格式；它是无状态的，对于前面传送过的信息没有记录；请求方式有GET,POST,HEAD,PUT,DELETE等等。 最主要的get,post方法； get请求：数据会以URL的形式传输，对数据大小有一定的限制，安全性比较低 ，用于传输一些比较小，安全性要求低的数据； post请求：数据是通过数据包的形式传输，比较安全，用于传输比较大的，对于安全性要求较高的数据； HTTP转态码： 状态代码有三位数字组成，第一个数字定义了响应的类别，共分五种类别: 1xx：指示信息--表示请求已接收，继续处理 2xx：成功--表示请求已被成功接收、理解、接受 200 OK //客户端请求成功 3xx：重定向--要完成请求必须进行更进一步的操作 4xx：客户端错误--请求有语法错误或请求无法实现 400 Bad Request //客户端请求有语法错误，不能被服务器所理解 401 Unauthorized //请求未经授权，这个状态代码必须和WWW-Authenticate报头域一起使用 403 Forbidden //服务器收到请求，但是拒绝提供服务 404 Not Found //请求资源不存在，eg：输入了错误的URL 5xx：服务器端错误--服务器未能实现合法的请求 500 Internal Server Error //服务器发生不可预期的错误 503 Server Unavailable //服务器当前不能处理客户端的请求，一段时间后可能恢复正常
2. Tcp/Udp的区别 基于连接与无连接 TCP要求系统资源较多，UDP较少； (原因是tcp需要保持连接，udp不需要) UDP程序结构较简单 流模式（TCP）与数据报模式(UDP); TCP保证数据正确性，UDP可能丢包 (原因是tcp连接时发送 ，udp无连接，接收方无连接时可能会丢包) TCP保证数据顺序，UDP不保证 tcp建立连接和断开连接

• 建立连接(三次握手) 双方都确认准备完毕开始发送 主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”这是第一次对话 主机B向主机A发送同意连接和要求同步:可以，你什么时候发？” 主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！” 三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。 断开连接(四次挥手) 关闭方（可以是客户端也可以是服务端）发送一个包，表示自己没有要发送的数据了，这个时候开始等待被关闭方返回的消息 被关闭方接收到了关闭方发送的报文以后，也会发送数据包，告诉关闭方，他收到了关闭方发送的关闭连接的请求，但是这个时候，服务端可能还有没有发送的数据，这个时候可以发送数据。 被关闭方告诉关闭方，它数据发送完成，它也要关闭了 关闭方，告诉被关闭方，它知道了。

• 为什么要4次挥手？ 确保数据能够完整传输。 当被动方收到主动方的FIN报文通知时，它仅仅表示主动方没有数据再发送给被动方了。 但未必被动方所有的数据都完整的发送给了主动方，所以被动方不会马上关闭SOCKET,它可能还需要发送一些数据给主动方后， 再发送FIN报文给主动方，告诉主动方同意关闭连接，所以这里的ACK报文和FIN报文多数情况下都是分开发送的。