本
文
摘
要
网络编程概述
网络编程介绍
原来，我们写的程序，都是直接将数据保存在本机上，要么是内存中，要么是硬盘上；
如果要将数据传输到其他人电脑上，就需要使用网络；
那什么是网络呢？
网络的概念：
通过各种中间设备（例如网线、交换机、路由器、光纤、卫星、信号塔等等）将不同的通信终端（电脑、手机、ATM机、监控摄像头等等）连接起来，就形成了网络；
网络编程 ：
就是编写一种程序，可以通过计算机网络和其它计算机上的程序进行数据交换。
在这个过程中，我们要学习研究的还是编程，不是网络；
CS和BS架构介绍
软件架构：
CS：Client/Server 客户端/服务端开发软件的时候，程序员需要开发2套软件，一个是给用户使用的客户端程序，一个是给服务器运行服务端程序。开发周期长，开发的成本高，服务器中的服务软件升级，导致客户端程序也随着升级。
好处：可以把一些运算放在客户端的电脑上运行。降低服务器的压力。
BS：Browser / Server 浏览器/ 服务端浏览器不需要用户安装。操作系统自带浏览器。程序员在开发的时候，只需要开发服务端的程序即可。
降低的开发的成本，以及后期维护的成本。
弊端：把以前可以在客户端运行的计算，全部转嫁到服务端。
网络模型（了解）
要学习网络编程，我们就要先了解一下网络模型；
什么是网络模型呢？
我们知道，在现实生活中的网络中，有各种不同的设备和程序在运行；
这些设备是不同厂家生产的，这些程序也是不同的公司编写的；
他们之间要能正常通信，必须要遵守某种约定；
所以人们将网络中的东西按照功能进行划分，并且制定好不同功能之间通信的标准，就形成了网络模型；
网络模型一般有两种：OSI（Open System Interconnection开放系统互连）参考模型 和TCP/IP模型；他们的对应关系如下：
网络模型7层概述：
应用层： 主要是各种具体的应用软件；例如，要给其他人发送图片，需要找一个软件，比如QQ、飞秋、浏览器等，这些就属于应用层的东西；
表示层： 连接应用层和会话层，主要实现数据的转换处理，如加密解密、压缩解压缩、编码解码等；例如，要发送的图片，是人能够直接识别的数据，但计算机不能直接识别；要使用计算机将图片发送出去，必须先将图片转换为计算机能够识别的数据；
会话层：通过传输层（端口号：传输端口与接收端口）建立数据传输的通路。主要在你的系统之间发起会话或者接受会话请求（设备之间需要互相认识可以是IP也可以是MAC或者是主机名）传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。网络层：主要将从下层接收到的数据进行IP地址（例192.168.0.1)的封装与解封装。在这一层工作的设备是路由器，常把这一层的数据叫做数据包。数据链路层：主要将从物理层接收的数据进行MAC地址（网卡的地址）的封装与解封装。常把这一层的数据叫做帧。在这一层工作的设备是交换机，数据通过交换机来传输。 物理层： 主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流（就是由1、0转化为电流强弱来进行传输,达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换）。这一层的数据叫做比特。网络编程的三要素
IP介绍
IP：
IP地址，就是计算机在网络中的唯一标识；
在网络中，一台计算机要和其它计算机区分开，需要有个唯一标识；因为计算机是通过网卡接入网络的，所以这个唯一标识是计算机的网卡地址；
网卡是一个硬件，每个网卡在生产时就固定了一个全球唯一的地址；
因为这个地址很不方便记忆，所以网络为每个接入的网卡又分配了一个唯一标识，就是IP地址；
IP地址一般在机器接入网络时由路由器分配，是一个逻辑地址；
IP有两种版本：
IPv4：使用32位数字表示，总共2 ^32个，共有42亿多将近43亿个IP资源。肯定不够用。
IPv6：使用128位数字表示，总共2^128个，大约3.4×10^38个IP资源，近乎无限的。
有几个特殊IP：
127.0.0.1 是本地回环地址，表示本机(localhost)
x.x.x.255 广播地址
例如，发送信息到192.168.1.26，就只能发给这个人，其他人收不到；
发送信息到192.168.1.255，就可以发给1号段的所有电脑，只要在这个局域网中；
x.x.x.1网关（连接不同网络的地址）
域名解析
由于IP地址也不容易记忆，因此又给每个ip绑定了一个名称。这个名称被称为（域名）。
我们上网时在浏览器地址里面输入的就是网址，例如：
传智播客：www.itcast.cn
快学大数据：www.kuaixueit.com
百度：www.baidu.com
那么问题来了：为啥我用域名能找到对应的计算机服务器呢？
实际上，每个合法的域名，都会对应一个IP地址；
通过域名找到对应的计算机的方法：
1）本地域名解析
在我们电脑中有一个文件：C:\Windows\System32\Drivers\etc文件夹下有一个文件：hosts
这个文件中定义的是：域名和IP的对应关系。
当我们向浏览器中输入一个域名，按回车键，浏览器就会去找这个文件，看看我们的文件中有没有这个域名对应的ip
如果没有，就去DNS服务器找解析；
DNS服务器解析DNS服务器也网络中的一些计算机，里面保存了网址和IP的对应信息；
全世界所有网站，只要是合法注册了的，在注册的时候，都会把自己的网址和IP提交到DNS服务器里面；
端口
我们可以通过IP找到网络中的某台计算机。但是计算机中可能同时运行了很多个程序，例如迅雷、QQ等；如何确定数据应该发送给我们想要的程序呢？
这个时候就要用端口了。
端口号，就是正在运行的网络程序在计算机中的标识；
端口号的特点：
A：端口号是0到65535的数字；其中，0到1024是系统使用或保留的端口，我们不要使用；
B：计算机中每一个网络进程都至少要占用一个端口号；
C：同一个端口号只能被一个进程使用，不能同时被多个进程使用；
D：端口号只是在程序运行时被使用，程序一旦结束，端口号就会作为系统资源被释放；
通过使用360等软件可以查看所有被使用的端口号；
在命令行窗口中可以使用命令行 netstat -ano 查看本机所有正在使用的端口：
再使用命令 tasklist|findstr pid 可以根据占用端口的程序的pid找到对应的程序：
常用端口：
mysql：3306
服务器：80 8080
协议
协议：就是计算机通信的规则
UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）的特点：
A：面向无连接，发送一方不用关心接收一方是否在线，就直接发送数据；如果对方在就可以接收数据，如果不在，就丢弃数据；
B：封装数据包
C：限制大小
D：不可靠
E：速度快
举例：类似发短信；
TCP（Tran *** ission Control Protocol 传输控制协议）的特点：
A：不限制大小
B：需要通过三次握手建立连接
C：可靠
D：速度慢，效率低
相当于打电话；
例如：
飞秋既可以聊天，也可以传文件；
聊天： 要求速度非常快，可靠性不是非常高，一般就是用UDP协议；
传文件： 这个要求可靠性非常高，数据大小也不应该有限制，所以一般都使用TCP协议；
地址和套接字
那我们正式来演示一下使用java代码实现网络编程；
要进行网络通信，需要知道其它计算机的IP地址，java中使用InetAddress类描述IP这个事物；
InetAddress类（IP对象）
Socket介绍
UDP传输
UDP中两个重要的类
使用UDP协议和其他机器进行通信，就像现实中发快递一样；
在使用这种协议发送数据时，首先需要一个数据报包对象，将我们要发送的数据装起来，然后同时在数据报包对象中传递目标ip和端口；
然后，使用socket对象将数据报包对象发出去（相当于发快递时包裹打好后，就需要通过快递公司发出去）；
DatagramPacket：
DatagramSocket：
发送方发送数据报包的方法：
下面这个是给接收方使用；
接收方接受数据报包的方法：
关闭socket，释放资源的方法
UDP程序演示
发送数据：
步骤：
创建一个数据报包对象，将要发送的数据和目标ip、端口都封装起来；创建一个数据报Socket对象，调用上面创建的Socket对象的send方法，将这个数据报包发送出去关闭套接字 public class UDPSendDemo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { //需求：编写程序，使用UDP协议，给本机的12345端口发送一句话：你好，快学大数据！ String msg = "你好，快学大数据！"; byte[] data = msg.getBytes(); //1、创建一个数据报包对象，将要发送的数据和接受方的IP端口都封装起来； DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data,data.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),12345); //2、创建一个UDP协议的Socket对象，将上面创建好的包发送出去 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); //3、调用socket的方法发送数据 ds.send(dp); //4、关闭socket，释放资源 ds.close(); } }如果发出去的数据报包没有人接收，不会报错，而是直接就会被丢弃
接收数据：
步骤：
创建一个数据报包对象，用于包装传过来的数据定义一个Socket对象，监听指定端口，专门用来接受发送到这个端口的数据；3、调用方法接收：程序执行到这一步的时候，会阻塞起来，一直到有数据发送过来，才会继续往下执行。
解析数据报包，取出各种数据关闭socket对象，释放资源public class UDPReciveDemo1 { public static void main(String[] args) throws IOException { //1、创建一个空的数据报包对象，用来接受收到的数据 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024); //2、创建一个接收方的Socket对象，监听12345端口 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345); //3、调用接收方Socket的方法，接受数据 ds.receive(dp);//程序启动后，会阻塞在这一步，知道有数据接受到，才会往下执行 //4、解析收到的数据 InetAddress address = dp.getAddress();//获取发送方的ip int port = dp.getPort();//获取发送方的端口 byte[] byts = dp.getData();//获取接受的数据 int length = dp.getLength();//获取发送的数据的长度 System.out.println("收到["+address.getHostAddress()+":"+port+"]发送的数据："+new String(byts,0,length)); //5、关闭socket，释放资源 ds.close(); } }收到消息后给发送者一个反馈信息
接收端代码：
public class UDPReciveDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { //1、创建一个空的数据报包对象，用来接受收到的数据 DatagramPacket dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024); //2、创建一个接收方的Socket对象，监听12345端口 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(12345); //3、调用接收方Socket的方法，接受数据 ds.receive(dp);//程序启动后，会阻塞在这一步，知道有数据接受到，才会往下执行 //4、解析收到的数据 InetAddress address = dp.getAddress();//获取发送方的ip int port = dp.getPort();//获取发送方的端口 byte[] byts = dp.getData();//获取接受的数据 int length = dp.getLength();//获取发送的数据的长度 System.out.println("我是接收方，我收到["+address.getHostAddress()+":"+port+"]发送的数据："+new String(byts,0,length)); //5、给发送方返回一个数据，告诉对方已经收到数据 //创建一个数据报包对象，用来封装给发送方返回的数据，以及发送方的ip和端口 byts = "来信已收到，谢谢！".getBytes(); dp = new DatagramPacket(byts,byts.length,address,port); ds.send(dp); //6、关闭socket，释放资源 ds.close(); } }发送端代码：
public class UDPSendDemo2 { public static void main(String[] args) throws IOException { //需求：编写程序，使用UDP协议，给本机的12345端口发送一句话：你好，快学大数据！ String msg = "你好，快学大数据！"; byte[] data = msg.getBytes(); //1、创建一个数据报包对象，将要发送的数据和接受方的IP端口都封装起来； DatagramPacket dp = new DatagramPacket(data,data.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),12345); //2、创建一个UDP协议的Socket对象，将上面创建好的包发送出去 DatagramSocket ds = new DatagramSocket(); //3、调用socket的方法发送数据 ds.send(dp); //4、创建空的DatagramPacket对象，用来收数据 dp = new DatagramPacket(new byte[1024],1024); ds.receive(dp); //5、解析接收方返回的数据 InetAddress address = dp.getAddress();//获取发送方的ip int port = dp.getPort();//获取发送方的端口 byte[] byts = dp.getData();//获取接受的数据 int length = dp.getLength();//获取发送的数据的长度 System.out.println("我是发送方，我收到["+address.getHostAddress()+":"+port+"]返回的数据："+new String(byts,0,length)); //6、关闭socket，释放资源 ds.close(); } }TCP编程
TCP的Socket介绍
在建立TCP连接时，需要一方先向另一方提出连接请求；首先发起请求的一方叫做客户端，接收客户端请求的一方叫做服务端；
因为TCP连接中存在两个不同的角色（客户端和服务端），而网络连接中都需要通过Socket进行，所以Java中使用了两个Socket类来实现TCP协议：
客户端socket；Socket；
服务端socket：ServerSocket；
Socket介绍：
ServerSocket介绍：
