软件结构

  • C/S结构 :全称为Client/Server结构,是指客户端和服务器结构。常见程序有QQ、迅雷等软件。
  • 特点: 客户端和服务器是分开的,需要下载客户端,对网络要求相对低,减少服务器压力,相对稳定, 开发和维护成本高

B/S结构 :全称为Browser/Server结构,是指浏览器和服务器结构。常见浏览器有谷歌、火狐等。

特点:没有客户端,只有服务器,不需要下载客户端,直接通过浏览器访问, 对网络要求相对高 ,服务器压力很大,相对不稳定,开发和维护成本低

两种架构各有优势,但是无论哪种架构,都离不开网络的支持。网络编程,就是在一定的协议下,编写代码实现两台计算机在网络中进行通信的程序。

网络编程三要素

协议

网络通信协议:通信协议是计算机必须遵守的规则,只有遵守这些规则,计算机之间才能进行通信。这就好比在道路中行驶的汽车一定要遵守交通规则一样,协议中对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定,通信双方必须同时遵守,最终完成数据交换。

java.net 包中提供了两种常见的网络协议的支持:

  • TCP:传输控制协议 (Transmission Control Protocol)。TCP协议是面向连接的通信协议,即传输数据之前,在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。
  • TCP协议特点: 面向连接,传输数据安全,传输速度慢
  • 例如: 村长发现张三家的牛丢了
  • TCP协议: 村长一定要找到张三,面对面的告诉他他家的牛丢了 打电话: 电话一定要接通,并且是张三接的
    • 连接三次握手:TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠。
      • 第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认。 你愁啥?
      • 第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求。我愁你咋地?
      • 第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接。整个交互过程如下图所示。你再愁试试

完成三次握手,连接建立后,客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性,TCP协议可以保证传输数据的安全,所以应用十分广泛,例如下载文件、浏览网页等

  • UDP:用户数据报协议(User Datagram Protocol)。UDP协议是一个面向无连接的协议。传输数据时,不需要建立连接,不管对方端服务是否启动,直接将数据、数据源和目的地都封装在数据包中,直接发送。每个数据包的大小限制在64k以内。它是不可靠协议,因为无连接,所以传输速度快,但是容易丢失数据。日常应用中,例如视频会议、QQ聊天等。
  • UDP特点: 面向无连接,传输数据不安全,传输速度快
  • 例如: 村长发现张三家的牛丢了
  • UDP协议: 村长在村里的广播站广播一下张三家的牛丢了,信息丢失,信息发布速度快

IP地址

  • IP地址:指互联网协议地址(Internet Protocol Address),俗称IP。IP地址用来给一个网络中的计算机设备做唯一的编号。相当于每个人的身份证号码。

IP地址分类

  • IPv4:是一个32位的二进制数,通常被分为4个字节,表示成a.b.c.d 的形式,例如192.168.65.100 。其中a、b、c、d都是0~255之间的十进制整数,那么最多可以表示42亿个。
  • IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。有资料显示,全球IPv4地址在2011年2月分配完毕。为了扩大地址空间,拟通过IPv6重新定义地址空间,采用128位地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,表示成ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789,号称可以为全世界的每一粒沙子编上一个网址,这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

常用命令

  • 查看本机IP地址,在控制台输入:
ipconfig
  • 检查网络是否连通,在控制台输入:
ping 空格 IP地址
ping 220.181.57.216
ping www.baidu.com

特殊的IP地址

  • 本机IP地址:127.0.0.1localhost

端口号

网络的通信,本质上是两个进程(应用程序)的通信。每台计算机都有很多的进程,那么在网络通信时,如何区分这些进程呢?

如果说IP地址可以唯一标识网络中的设备,那么端口号就可以唯一标识设备中的进程(应用程序)了。

  • 端口号:用两个字节表示的整数,它的取值范围是0~65535。其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,普通的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。

利用协议+IP地址+端口号 三元组合,就可以标识网络中的进程了,那么进程间的通信就可以利用这个标识与其它进程进行交互。

域名

  • 域名—–>绑定了ip地址
  • 域名是唯一的

TCP通信程序

TCP通信的流程

  • TCP协议是面向连接的通信协议,即在传输数据前先在发送端和接收器端建立逻辑连接,然后再传输数据。它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输

TCP协议相关的类

  • Socket : 一个该类的对象就代表一个客户端程序。
    • Socket(String host, int port) 根据ip地址字符串和端口号创建客户端Socket对象 * 注意事项:只要执行该方法,就会立即连接指定的服务器程序,如果连接不成功,则会抛出异常。 如果连接成功,则表示三次握手通过。
    • OutputStream getOutputStream(); 获得字节输出流对象
    • InputStream getInputStream();获得字节输入流对象
    • void close();关闭Socket, 会自动关闭相关的流
    • 补充:关闭通过socket获得的流,会关闭socket,关闭socket,同时也会关闭通过socket获得的流
  • ServerSocket : 一个该类的对象就代表一个服务器端程序。
    • ServerSocket(int port); 根据指定的端口号开启服务器。
    • Socket accept(); 等待客户端连接并获得与客户端关联的Socket对象 如果没有客户端连接,该方法会一直阻塞
    • void close();关闭ServerSocket

TCP通信案例

  • 客户端代码实现
public class Client {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 客户端:
        //1.创建Socket对象,指定要连接的服务器的ip地址和端口号
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1",6666);

        //2.通过Socket对象获得输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();

        //3.写出字符串数据
        byte[] bys = "服务器你好,今晚约吗?".getBytes();
        os.write(bys);

        //4.关闭流,释放资源
        os.close();
    }
}
  • 服务端代码实现
public class Server {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 服务器:
        //1.创建ServerSocket对象,指定端口号 6666
        ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);

        //2.调用accept方法接收客户端请求,建立连接,返回Socket对象
        Socket socket = ss.accept(); // 会阻塞,直到客户端连接成功

        //3.使用Socket对象获得输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //4.读客户端写过来的数据
        byte[] bys = new byte[1024];
        int len = is.read(bys);
        System.out.println("服务器读到客户端的数据是:"+new String(bys,0,len));

        //5.关闭流,释放资源
        socket.close();
        ss.close();// 一般服务器是不关
    }
}