day21 网络编程

网络编程

• 网络通讯三要素
  • IP 地址：计算机的唯一标识，它是通过本地网络和本计算机综合计算得到的
    • PIV4: 互联网通信协议版本 4（英语：Internet Protocol version 4，IPv4）
      • 32 位二进制输入 (10010001. 10010001. 10010001. 10010001 )
      • 点分十进制：(100.4.5.6)
    • PIV6:
      • 128 位 (10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001. 10010001)
      • 冒分十六进制 ((ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789)
    • 查询:ipconfig 和 ipconfig -all
  • 端口号
    • 应用程序的唯一标识
    • 0-65535(0-1024，部分默认应用的端口号，自定义端口号应使用 1024 后的端口号)
    • 但两个端口号相同的应用打开时，后打开的应用将无法使用
      • 解决方案
        • 换端口号
        • 关闭之前应用端口
          • PID(进程 ID)
          • netstat -ano
  • 协议 (protocol)
    • 通信约定 (网络通信协议)
    • 体现在数据包的格式上
• OSI 网络七层模型：OSI 是 Open System Interconnection 的缩写，意为开放式系统互联。国际标准化组织（ISO）制定了 OSI 模型，该模型定义了不同计算机互联的标准，是设计和描述计算机网络通信的基本框架。OSI 模型把网络通信的工作分为 7 层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

InetAddress

package note;  
  
import java.net.InetAddress;  
import java.net.UnknownHostException;  
  
/**  
 * @Description IP地址、域名的使用  
 * @Author Noby  
 * @Date 2023/3/19 13:50  
 */public class InetAddressNote {  
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {  
        InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost();//获取本机地址  
        InetAddress myComputer = InetAddress.getByName("LAPTOP-7JVG6UKI");//根据主机名获取地址  
        InetAddress baiduDomain = InetAddress.getByName("www.baidu.com");//根据域名获取地址  
        InetAddress baiduIP = InetAddress.getByName("163.177.151.110");//根据ip获取地址  
  
        System.out.println("localHost = " + localHost);  
        System.out.println("myComputer = " + myComputer);  
        System.out.println("baiduDomain = " + baiduDomain);  
        System.out.println("baiduIP = " + baiduIP);  
  
    }  
}

UDP 协议

• UDP（User Datagram Protocol）协议是一种传输层协议，它提供了一种无连接、不可靠的数据传输服务。在网络通信中，UDP 协议主要用于实时传输数据，例如音频、视频等。
• 与 TCP 协议不同，UDP 协议不需要在客户端和服务器之间建立连接，也不保证数据传输的可靠性。它只是简单地将数据包发送到目标地址，不进行确认、重传等操作。因此，UDP 协议的传输速度比 TCP 协议快，但同时也存在丢包、乱序等问题。
• UDP 协议的应用场景主要包括在线游戏、流媒体等需要实时传输数据的场景。由于不需要建立连接，UDP 协议的开销比 TCP 协议小，因此对于一些带宽较小的场景，UDP 协议也可以提供更好的传输性能。但需要注意的是，在使用 UDP 协议时需要自行处理数据的可靠性和安全性问题。
• 广播地址：在局域网中有一个地址，如果将消息发送到该地址，那么局域网内所有的设备都能收到，(默认为 xxx.xxx.xxx.255)

package note;  
  
import java.io.IOException;  
import java.net.*;  
  
/**  
 * @Description UDP数据报协议,发送端  
 * @Author Noby  
 * @Date 2023/3/19 13:55  
 */public class UDPSendNote {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        String info = "How are you?中文";  
        //1、创建套接字  
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();//DatagramSocket实现UDP协议  
        //2、获取数据报  
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(info.getBytes(),info.getBytes().length, InetAddress.getLocalHost(),11111);  
        //3、发送数据  
        datagramSocket.send(datagramPacket);  
        //4、关闭套接字  
        datagramSocket.close();  
    }  
}

package note;  
  
import java.io.IOException;  
import java.net.DatagramPacket;  
import java.net.DatagramSocket;  
  
/**  
 * @Description UDP数据报协议,接收端  
 * @Author Noby  
 * @Date 2023/3/19 13:56  
 */public class UDPReceiveNote {  
    public static void main(String[] args) throws IOException {  
        //1、创建套接字  
        DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket(11111);  
        //2、创建数据报  
        byte[] bytes = new byte[1024];  
        DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(bytes,bytes.length);  
        //3、获取数据  
        datagramSocket.receive(datagramPacket);//receive方法：阻塞方法，没接收到任何数据时就等待消息，程序暂停执行  
        //4、关闭套接字  
        datagramSocket.close();  
  
        System.out.println(new String(bytes,0,datagramPacket.getLength()));//datagramPacket.getLength() 获取接收到数据的长度  
  
//        while(true) {  
//            datagramSocket.receive(datagramPacket);//receive方法：阻塞方法，没接收到任何数据时就等待消息，程序暂停执行  
//  
//            System.out.println(new String(bytes,0,datagramPacket.getLength()));//datagramPacket.getLength() 获取接收到数据的长度  
//  
//        }  
    }  
}

TCP 协议

• TCP（Transmission Control Protocol）协议是一种传输层协议，它提供了可靠的、面向连接的数据传输服务。在网络通信中，TCP 协议通常用于传输 HTTP 协议中的数据。具体来说，HTTP 协议使用 TCP 协议的连接服务，通过 TCP 协议在客户端和服务器之间建立连接，然后在连接上进行数据传输。
• HTTP（Hypertext Transfer Protocol）协议是一种应用层协议，它定义了客户端和服务器之间进行通信的规则。它主要用于 Web 应用程序中，包括网页浏览、文件下载、在线视频等。

package note;  
  
import java.io.OutputStream;  
import java.net.InetAddress;  
import java.net.Socket;  
/**  
 * @Description TCP数据报协议,发送端  
 * @Author Noby  
 * @Date 2023/3/19 13:56  
 */public class TCPSendNote {  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        Socket socket = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 11111);//Socket底层实现了TCP协议  
        String info = "TCPInfo中文";  
        OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();  
        outputStream.write(info.getBytes());  
        socket.close();  
    }  
}

package note;  
  
  
import java.io.InputStream;  
import java.net.ServerSocket;  
import java.net.Socket;  
/**  
 * @Description TCP数据报协议,接收端  
 * @Author Noby  
 * @Date 2023/3/19 13:56  
 */public class TCPReceiveNote {  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(11111);  
        Socket socket = serverSocket.accept();  
        byte[] bytes = new byte[1024];  
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();  
        int len = inputStream.read(bytes);  
        socket.close();  
        serverSocket.close();  
        System.out.println(new String(bytes, 0, len));  
    }  
}

UDP 与 TCP 的区别

• UDP 无连接协议 (源端和终端不建立连接)、TCP 有连接 (源端和终端建立连接)
  • UDP 发送数据时不需要建立连接，直接将数据发送到网络上就行，不考虑接收方是否能接受消息
  • TCP 必须建立连接，否则无法发送数据，通过三次握手建立连接
• UDP 不可靠、TCP 可靠。UDP 不安全、TCP 安全
  • UDP 只管发，接收方是否能收到无所谓，可能会造成数据丢失问题
  • TCP 发送完数据之后需要等待服务端确认，如果没收到确认信息会重复发送数据，收到之后会继续发送下一个数据
• UDP 传输效率高，TCP 相对较低
  • UDP 只管发不需要等待接收端返回确认消息，而 TCP 每次发送数据之后都需要等待服务端返回确认消息
• UDP、TCP 的使用场景
  • UDP：通知、广播
  • TCP：实时数据传输、web 项目（http 协议基于 tcp 实现的）

TCP 协议的三次招手，四次挥手