網絡編程有三個要素,分別是IP地址、端口號和通信協議。本文主要講述的是TCP與UDP這兩種通信協議,以及編程的實現。首先,我們需要了解一下IP地址、端口號、通信協議的相關知識。
一、IP地址
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網絡中的計算機使用IP地址來進行唯一標識,IP地址有IPv4和IPv6兩種類型。IPv4采用十進制或二進制表示形式,十進制是一種比較常用的表示形式,如192.168.1.131,IPv6采用十六進制表示形式,一般不常用。 如何查看IP地址相關信息:在Windows系統下,打開cmd,輸入命令ipconfig,按回車即可查看。在Linux或Mac系統下,打開終端,使用ifconfig命令,按回車即可查看。 ?
二、端口號
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端口號是計算機中的應用程序的一個整數數字標號,用來區分不同的應用程序。 0 ~ 1023未被系統使用或保留的端口號,1024 ~ 65535為有效的端口號,也就是說我們要對一些程序定義端口號的時候,要選擇1024 ~ 65535范圍內的整數數字。比如,MySQL的端口號是3306,SQLServer的端口號是1433,查了一下Oracle的端口號是1521。一定要把這些數據庫對應的端口號,藏在深深的腦海里,以后在連接數據庫的時候,會使用到端口號。 ? ?
三、通信協議
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說得通俗一點,通信協議就是網絡通信中的規則,分為TCP協議和UDP協議兩種。
第一種:TCP協議
英文名:Transmission Control Protocol 中文名:傳輸控制協議。 協議說明:TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議。 舉例:打電話,需要雙方都接通,才能進行對話。 特點:效率低,數據傳輸比較安全。
第二種:UDP協議
英文名:User Datagram Protocol 中文名:數據報協議。 協議說明:UDP是一種面向無連接的傳輸層通信協議。 舉例:發短信,不需要雙方建立連接,But,數據報的大小應限制在64k以內。 特點:效率高,數據傳輸不安全,容易丟包。 ?
四、三要素關系圖與網絡模型圖
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1、網絡編程三要素關系圖
注:圖中端口號、IP地址為演示,并非真實。 ? 2、OSI參考模型與TCP/IP參考模型
五、TCP編程
? ? TCP是基于字節流的傳輸層通信協議,所以TCP編程是基于IO流編程。 對于客戶端,我們需要使用Socket類來創建對象。對于服務器端,我們需要使用ServerSocket來創建對象,通過對象調用accept()方法來進行監聽是否有客戶端訪問。 客戶端與服務器端圖解:
客戶端與服務器端實現步驟: 前提:創建一個項目,在項目中創建兩個模塊(model),一個模塊用來放客戶端相關代碼,一個模塊用來放服務器端相關代碼。 目錄結構如下圖:
客戶端: 1、創建Socket對象,并指定服務器端應用程序的端口號和服務器端主機的IP地址。 2、使用Socket的對象調用getOutputStream()方法來獲取字節輸出流對象。 3、調用字節輸出流的write(byte[] buf)或者write(int b)向服務器發送指定數據。 4、記得關閉流。 ? 服務器端: 1、創建ServerSocket對象,并指定該應用程序的端口號,端口號必須和客戶端指定的端口號一樣。 2、使用ServerSocket對象的accept()方法來監聽客戶端發送過來的請求,返回值為Socket對象。 3、調用Socket對象的getInputStream()方法獲取字節輸入流對象 4、調用字節輸入流對象的read(byte[] buf)或read()方法獲取數據。 5、記得關閉流。 ? 實例: 客戶端向服務器端發送信息,并顯示在服務器端。 Client類(客戶端):
package?cn.tkrnet.client; import?java.io.IOException; import?java.io.OutputStream; import?java.net.Socket; public?class?Client?{? ?
??public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ???????? ????????//創建Socket對象,指定要發送到服務器端的IP地址,以及服務器端應用程序接收的端口號 ????
???//localhost代表本機IP地址 ????????Socket?client?=?new?Socket("localhost",9000); ???????? ??
??????//獲取輸出流,用于向服務器端發送數據 ????????OutputStream?os?=?client.getOutputStream(); ????????
????????os.write("Java?is?my?friend?!".getBytes()); ????????System.out.println("信息已發送"); ????????//關閉流 ????
????os.close(); ????????client.close(); ????} } Server類(服務器端):
package?cn.tkrnet.server; import?java.io.IOException; import?java.io.InputStream; import?java.net.ServerSocket; import?java.net.Socket; public?class?Server?{
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ???
?????System.out.println("--服務器端已開啟--"); ??????
??//創建ServerSocket對象,這里的端口號必須與客戶端的端口號相同 ????
????ServerSocket?server?=?new?ServerSocket(9000); ???
?????//調用方法accept(),用來監聽客戶端發來的請求 ??????
??Socket?socket?=?server.accept(); ???
?????//獲取輸入流對象 ????????InputStream?is?=?socket.getInputStream(); ????
????//讀取輸入流中的數據 ????????int?b?=?0; ????
????while?((b?=is.read())?!=?-1){ ?????????
???System.out.print((char)b); ??????
??} ????????//關閉流 ????????is.close(); ?????
???socket.close(); ?????
???server.close();
????} } 提示:在運行程序時,一定要先運行服務器端的程序代碼,再運行客戶端的程序代碼。因為客戶端要向服務器發送請求,前提是服務器端要處于開啟狀態。 Server類(服務器端)運行結果:
信息已發送 Client類(客戶端)運行后,Server類(服務器端)收到信息,運行結果:
--服務器端已開啟-- Java?is?my?friend?! 實例分析: 服務器端啟動后,服務器端的accept()方法一直處于監聽狀態,直到客戶端連接了服務器,服務器端再從流中讀取客戶端發來的數據。恕我直言,這是一個超級無敵簡單的單向通信實例。 ?
六、UDP編程
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UDP使用數據報進行數據傳輸,沒有客戶端與服務器端之分,只有發送方與接收方,兩者哪個先啟動都不會報錯,但是會出現數據丟包現象。發送的內容有字數限制,大小必須限制在64k以內。 ? 發送方與接收方實現步驟: 前提:創建一個項目,在項目中創建兩個模塊(model),一個模塊用來放發送方相關代碼,一個模塊用來放接收方相關代碼。 目錄結構如下圖:
發送方: 1、創建DatagramSocket對象,可以指定應用程序的端口號,也可以不指定。 2、準備需要發送的數據。 3、創建DatagramPacket對象,用來對發送的數據進行打包,需要指定發送內容、發送多少、發送到哪里和接收方的端口號四個參數。 4、調用DatagramSocket對象的send()方法發送數據。 5、記得關閉流。 ? 接收方: 1、創建DatagramSocket對象,指定接收方的端口號,這個必須指定。 2、創建一個byte類型數組,用來接收發送方發送過來的數據。 3、創建DatagramPacket對象,準備接收數據。 4、調用DatagramSocket對象的receive()方法用于接收數據。 5、使用String類的構造方法將byte類型的數組中的數據轉化成String類型并顯示。 6、記得關閉流。 ? 實例: 發送方發送信息,接收方接收信息,并顯示。 Sender類(發送方):
package?cn.tkrnet.Sender; import?java.io.IOException; import?java.net.*; public?class?Sender?{ ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ????????//創建接受或發送的數據報套接字,并指定發送方的端口號為7770 ????????DatagramSocket?ds?=?new?DatagramSocket(7770);???//端口號也可以不指定 ????????System.out.println("---發送方---"); ????????//創建數據報對象,用來發送數據 ????????byte[]?b?=?"Java is my friend !".getBytes(); ????????//8800為接收方的端口號,netAddress.getByName("localhost")是獲取主機的IP地址 ????????DatagramPacket?dp?=?new?DatagramPacket(b,b.length,?InetAddress.getByName("localhost"),7788); ????????ds.send(dp);????//發送數據報 ????????System.out.println("數據已發送"); ????????//關閉流 ????????ds.close(); ????} } Receiver類(接收方)
package?cn.tkrnet.receiver; import?java.io.IOException; import?java.net.DatagramPacket; import?java.net.DatagramSocket; public?class?Receiver?{ ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ????????System.out.println("---接收方---"); ????????//創建數據報套接字對象,指定的端口號要和發送方發送數據的端口號相同 ????????//?(不是發送方的端口號7770,是發送方發送數據的端口號7788) ????????DatagramSocket?ds?=?new?DatagramSocket(7788); ????????//創建接收數據報的對象 ????????byte[]?b?=?new?byte[1024]; ????????DatagramPacket?dp?=?new?DatagramPacket(b,b.length); ????????//接收數據 ????????ds.receive(dp); ????????System.out.println(new?String(b,0,dp.getLength())); ????????//關閉流 ????????ds.close(); ????} } 提示:在運行程序時,先運行發送方程序,還是先運行接收方程序都不會報錯,但是有可能會出現數據丟包,一般我們都先運行接收方的程序代碼,再運行發送方的程序代碼。 Receiver類(接收方)運行結果:
---接收方--- Sender類(發送方)運行結果:
---發送方--- 數據已發送 Sender類(發送方)運行后,Receiver類(接收方)接收到信息,運行結果:
????---接收方--- ??? Java is my friend ! 實例分析: 只有接收方先啟動運行,才會存在端口號為7788的程序,發送方才能發送數據到指定端口號7788,接收方才能接收數據。不瞞你說,這也是個超級無敵簡單的單向通信實例。 ?
編輯:黃飛
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