文章目錄

• 網絡編程概述
• • Socket與TCP UDP
  • Socket TCP演示
  • 報文段
  • 協議
  • Mac地址
  • IP、端口、遠程服務器
  • • IPv4
    • IPv6
    • 端口
    • 遠程服務器

網絡編程概述

什么是網絡編程

網絡編程從大的方面說就是對信息的發送到接收

通過操作相應Api調度計算機硬件資源，并利用傳輸管道（網線）進行數據交換的過程

更為具體的涉及：網絡模型、套接字、數據包

網絡模型 – 對應關系

具體細節看一看我的 專欄《計算機網絡》

Socket與TCP UDP

關于Socket
簡單來說是IP地址與端口的結合協議（RFC793）

一種地址與端口的結合描述協議

TCP/IP協議的相關API的總稱；是網絡Api的集合實現

涵蓋了：Stream Socket/Datagram Socket

Socket的作用與組成
在網絡傳輸中用于唯一標示兩個端點之間的鏈接

端點：包括（IP+Port）

4個要素：客戶端地址、客戶端端口、服務器地址、服務器端口

Socket 傳輸原理

Socket – TCP
TCP是面向連接的通信協議

通過三次握手建立連接，通訊完成時要拆除連接

由于TCP是面向連接的所以只能用于端到端的通訊

Socket – UDP
UDP是面向無連接的通訊協議

UDP數據包括目的端口號和源端口號信息

由于通訊不需要連接，所以可以實現廣播發送，并不局限于端到端

TCP 傳輸

UDP傳輸

Client-Server Application

TCP/IP協議中，兩個進程間通信的主要模式為：CS模型

主要目的：協同網絡中的計算機資源、服務模式、進程間數據共享

常見的：FTP、SMTP、HTTP

Socket TCP演示

構建TCP客戶端、服務端
客戶端發送數據
服務器讀取數據并打印

創建一個默認文件夾

服務器端
Server.java

import java.io.BufferedReader; import java.io.IOException; import java.io.InputStreamReader; import java.io.PrintStream; import java.net.ServerSocket; import java.net.Socket;public class Server {public static void main(String[] args) throws IOException {ServerSocket server = new ServerSocket(2000); //服務器準備就緒System.out.println("服務器準備就緒!");System.out.println("服務器信息:"+server.getInetAddress()+" p: "+server.getLocalPort());//等待客戶端連接while (true){Socket client = server.accept(); //監聽連接到一個客戶端//客戶端構建異步線程ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);//啟動線程clientHandler.start();}}//客戶端消息處理private static class ClientHandler extends Thread{private Socket socket;private boolean flag = true;ClientHandler(Socket socket){this.socket = socket;}@Overridepublic void run() {super.run();System.out.println("新客戶端連接:"+ socket.getInetAddress() + " p"+socket.getPort()); //客戶端的try {//得到打印流，用于數據輸出；服務器回送數據使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());//得到輸入流，用于接收數據BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));do{//客戶端拿出一條數據String str = socketInput.readLine();if("bye".equalsIgnoreCase(str)){flag = false;//回送socketOutput.println("bye");}else {//打印到屏幕 并回送數據長度System.out.println(str);socketOutput.println("回送:"+str.length());}}while (flag);//打印到屏幕。 并回送數據長度socketInput.close();socketOutput.close();} catch (IOException e) {System.out.println("連接異常斷開");e.printStackTrace();} finally {try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}System.out.println("客戶端已退出" + socket.getInetAddress() +" port:"+socket.getPort());}} }

Client.java

import java.io.*; import java.net.*;public class Client {public static void main(String[] args) throws IOException {Socket socket = new Socket();//超時時間socket.setSoTimeout(3000);//連接本地 端口號2000 超時時間是3000mssocket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(),2000),3000);// public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)//socket地址 = ip + 端口號System.out.println("已發起服務器連接，并進入后續流程~~~");System.out.println("客戶端信息:"+socket.getLocalAddress()+" port:"+socket.getLocalPort());System.out.println("服務器信息"+socket.getInetAddress()+" port:"+socket.getPort());try {todo(socket); //發送接收數據}catch (Exception e){System.out.println("異常退出");}socket.close();System.out.println("客戶端已退出");}private static void todo(Socket client) throws IOException {InputStream in = System.in; //鍵盤輸入流BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));//得到Socket輸出流 并轉換為打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);//得到Socket輸入流 并轉換為BufferedReaderInputStream inputStream = client.getInputStream();BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));boolean flag = true;do{//讀取一行String string = input.readLine();//發送到服務器socketPrintStream.println(string);//從服務器讀取一行String echo = socketBufferedReader.readLine();if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)){flag = false;}else {System.out.println(echo);}}while (flag);//釋放資源socketBufferedReader.close();socketPrintStream.close();} }

啟動服務器端（服務器端窗口）

啟動客戶端（客戶端窗口）

服務器端窗口 變化：

在客戶端窗口 輸入“Hello”

服務器端變化

輸入bye

重新運行客戶端 服務器端又會接入新的連接


按過程分析：
最初的時候，準備服務器

ServerSocket server = new ServerSocket(2000); //服務器準備就緒

關于ServerSocket類 查閱API

再看看它的構造方法：

加上端口之后 我們的服務器套接字就完成了

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System.out.println("服務器準備就緒!");System.out.println("服務器信息:"+server.getInetAddress()+" p: "+server.getLocalPort());

接著 我們打印了一些相關的信息 來探究這個過程中發生了什么 我們需要關注ServerSocket類 的方法

當然這一步并不是必要的，這里只是演示需要
重要的是 服務器套接字完成之后，需要等待客戶端連接 這里就需要去監聽來自客戶端連接的消息了 就是下面的內容

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Socket client = server.accept(); //監聽連接到一個客戶端//客戶端構建異步線程

它的返回值 是Socket （客戶端套接字）
我們來看看 Socket類的情況

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下面轉入客戶端的情況

Socket socket = new Socket();//超時時間socket.setSoTimeout(3000);

首先建立起Socket的實現類 socket
此時的socket類 還沒有相關的配置信息
我們為它設置去連接客戶端的超時時間 單位是毫秒

下面配置連接的情況

//連接本地 端口號2000 超時時間是3000mssocket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(),2000),3000);// public void connect(SocketAddress endpoint, int timeout)

關于SocketAddress

它是一個抽象類
我們來看它的直接子類 也就是我們new出來的東西：

關注它的構造方法：

我們通過它們 實現與服務器的連接

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//socket地址 = ip + 端口號System.out.println("已發起服務器連接，并進入后續流程~~~");System.out.println("客戶端信息:"+socket.getLocalAddress()+" port:"+socket.getLocalPort());System.out.println("服務器信息"+socket.getInetAddress()+" port:"+socket.getPort());

下面我們打印 演示的信息

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演示中 我們在控制臺輸入字符串，非bye的話 服務器接收并且進行打印
我們看看我們這邊的處理方式

InputStream in = System.in; //鍵盤輸入流BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));

鍵盤輸入流 轉成緩沖流

//得到Socket輸出流 并轉換為打印流OutputStream outputStream = client.getOutputStream();PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);

得到Socket輸出流 并轉換為打印流 打印輸出流的流向和該套接字一樣

//讀取一行String string = input.readLine();//發送到服務器socketPrintStream.println(string);

接下來讀取自己在控制臺輸入的字符串
發送到服務器

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服務器接收客戶端的消息

//得到打印流，用于數據輸出；服務器回送數據使用PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());//得到輸入流，用于接收數據BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));

得到打印流 然后轉換成緩沖流
接著讀取消息

//客戶端拿出一條數據String str = socketInput.readLine();if("bye".equalsIgnoreCase(str)){flag = false;//回送socketOutput.println("bye");}else {//打印到屏幕 并回送數據長度System.out.println(str);socketOutput.println("回送:"+str.length());}

我們打印到控制臺 然后可以給客戶端回復消息
剩下的就基本上沒什么好解釋的了。

報文段

報文段是指TCP/IP協議網絡傳輸過程中，起著路由導航作用

用以查詢各個網絡路由網段、IP地址、交換協議等IP數據包

報文段充當整個TCP/IP協議數據包的導航路由功能

報文在傳輸過程中會不斷地封裝成分組、包、幀來傳輸

封裝方式就是添加一些控制信息組成的首部，即報文頭

協議

傳輸協議
協議顧名思義，一種規定，約束

約定大于配置，在網絡傳輸中依然適用；網絡的傳輸流程是健壯的穩定的，得益于基礎的協議構成

簡單來說：A->B的傳輸數據，B能識別，反之B->A的傳輸數據A也能識別，這就是協議

Mac地址

Media Access Control或者Medium Access Control

意譯為媒體訪問控制，或稱為物理地址、硬件地址

用來定義網絡設備的位置

形如：44-45-53-54-00-00；與身份證類似

IP、端口、遠程服務器

IPv4

IP互聯網協議地址（英語：Internet Protocol Address，又譯為網際協議地址），縮寫為IP地址（英語：IP Address）

是分配給網絡上使用網際協議（英語：Internet Protocol，IP）的設備的數字標簽

常見的IP地址分為IPv4與IPv6兩大類

IP地址由32位二進制數組成，常以XXX.XXX.XXX.XXX形式表現，每組XXX代表小于或等于255的10進制數 如：208.80.152.2

如果主機號是全1，那么這個地址為直接廣播地址

IP地址“255.255.255.255”為受限廣播地址

IPv6

總共有128位長，IPV6地址的表達形式，一般采用32個十六進制數。
也可以想象為1632個

由兩個邏輯部分組成：一個64位的網絡前綴和一個64位的主機地址，主機地址通常根據物理地址自動生成，叫做EUI-64（或者64-位擴展唯一標識） 比如：2001：0db8：85a3：0000：1319：8a2e：0370：7344

IPv4轉換為IPv6一定可行，IPv6轉換為IPv4不一定可行

端口

如果把IP地址比作一間房子，端口就是出入這間房子的門或者窗戶

在不同門窗戶后有不同的人，房子中的用戶與外界交流的出口

外界鴿子（信息）飛到不同窗戶也就是給不同的人傳遞信息

0到1023號端口以及1024到49151號端口都是特殊端口

特殊端口號

計算機之間依照互聯網傳輸層TCP/IP協議的協議通信，不同的協議都對應不同的端口

49152到65535號端口屬于“動態端口”范圍，沒有端口可以被正式地注冊占用

傳輸層次

這里僅僅是簡單復習
關于報文的情況 打算寫一篇博文 全面講解這些東西

遠程服務器

局域網：一般而言，家里的環境以及公司相互電腦之間環境都屬于局域網

我與你們的電腦之間屬于互聯網，而非局域網

默認的：我的電腦無法直接鏈接到你們的電腦

Web請求流程

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【网络编程】Socket网络编程基础的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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