一、网络入门

1.1、软件结构

​ 我们常见的软件结构有两种：

1. C/S 结构

2. B/S 结构

​ 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，实现两台计算机的通信的程序。

1.1.1、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、IDEA 等软件。有点事可以做深度的定制化

1.1.2、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。

1.2、协议

​ 计算机网络客户端与服务端通信必须实现约定和彼此遵守的通信规则。常用的协议有：

1. HTTP（专用于做浏览器开发的协议）。

2. FTP（专用于文件上传的协议）。

3. TCP（更低层的协议，保证可靠通信的，保证数据不丢失）。

4. UDP（底层的协议，但是是不安全的，可能会丢数据）。

5. SSH（与服务器交互的协议）。

6. SMTP（简单邮件传输协议）。

1.3、网络通信协议

​ 通信协议是对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。

​ TCP/IP 协议： 传输控制协议/因特网互联协议( Transmission Control Protocol/Internet Protocol)，是 Internet 最基本、最广泛的协议。它定义了计算机如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。它的内部包含一系列的用于处理数据通信的协议，并采用了 4 层的分层模型，每一层都呼叫它的下一层所提供的协议来完成自己的需求。

1.4、网络编程三要素

1.4.1、协议

​ 计算机网络通信必须遵守的规则

1.4.2、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。假如我们把“个人电脑”比作“一台电话”的话，那么“IP 地址”就相当于“电话号码”。

1.4.2.1、IPV4

​ 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。

1.4.2.2、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。

1.4.2.3、常用命令

• 查看本机的 IP 地址

ipconfig

• 检查网络是否连通

ping 空格 IP地址ping www.baidu.com

• 特殊的 ip（本机）

127.0.0.1、localhost 

1.4.3、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。

1.5、网络在 Java 中的应用

/**   InetAddress类概述:一个该类的对象就代表一个IP地址对象  InetAddress类成员方法:    1. static InetAddress getLocalHost();获得本地主机IP地址对象    2. static InetAddress getByName(String host);根据指定的IP地址字符串或主机名获得对应的IP地址对象    3. String getHostName();获得主机名    4. String getHostAddress();获得IP地址字符串    **/public class InetAddressDemo01 {    public static void main(String[] args) throws Exception {        // 获得本地主机IP地址对象        InetAddress inet01 = InetAddress.getLocalHost();        // 主机名/ip地址字符串        System.out.println(inet01);        // 根据IP地址字符串或主机名获得对应的IP地址对象        InetAddress inet02 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");        System.out.println(inet02);        // 获得主机名        String hostName = inet01.getHostName();        System.out.println(hostName);        // 获得IP地址字符串        String hostAddress = inet01.getHostAddress();        System.out.println(hostName);        System.out.println(hostAddress);    }}

二、UDP 通信程序

2.1、概述

​ UDP 是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。

​ 由于使用 UDP 协议消耗资源小，通信效率高，所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输例如视频会议都使用 UDP 协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。

​ 但是在使用 UDP 协议传送数据时，由于 UDP 的面向无连接性，不能保证数据的完整性，因此在传输重要数据时不建议使用 UDP 协议。

2.2、UDP 协议的特点

1. 面向无连接的协议。

2. 发送端只管发送，不确认对方是否能收到。

3. 基于数据包进行数据传输。

4. 发送数据的大小限制 64K 以内。

5. 因为面向无连接，速度快，但是不可靠（相对的）。

2.3、UDP 相关的类

2.3.1、DatagramPacket

​ 他是一个数据包对象，作用是用来封装要发送或要接收的数据，类似于集装箱。

2.3.2、DatagramPacket 类构造方法

​ DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)：创建发送端数据包对象

1. 要发送的内容，字节数组。

2. 要发送内容的长度，单位是字节。

3. 接收端的 IP 地址对象。

4. 接收端的端口号。

DatagramPacket(byte[] buf, int length)：创建接收端的数据包对象

1. buf：用来存储接收到内容。

2. length：能够接收内容的长度。

2.3.3、DategramSocket

​ 他表示的是发送对象，作用是用来发送或接收数据包，类似于码头。

2.3.4、DatagramSocket 类构造方法

​ DatagramSocket()：创建发送端的 Socket 对象，系统会随机分配一个端口号。

​ DatagramSocket(int port) ：创建接收端的 Socket 对象并指定端口号

2.4、UDP 通信案例

2.4.1、UDP 发送端

// UDP发送端代码实现public class UDPSender {    public static void main(String[] args)throws Exception{        // 定义一个字符串：要发送的内容        String message = "约吗";        // 字符串转字节数组        byte[] buf = message.getBytes();        // 创建数据包对象        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length,                InetAddress.getLocalHost(),6666);        // 创建发送端的发送对象        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8080);        // 发送数据包        ds.send(dp);        // 关闭发送对象释放端口号        ds.close();    }}

2.4.2、UDP 接收端代码实现

/**    UDP协议接收端代码实现 */public class UDPReceive {    public static void main(String[] args)throws Exception{        // 创建接收对象DatagramSocket        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(8080);        // 创建字节数组用来存储接收接收到的内容        byte[] buf = new byte[1024];        // 创建数据包对象        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(buf,buf.length);        // 接收数据包        ds.receive(dp);
        // 获得实际接收到的字节个数        int len = dp.getLength();        System.out.println("len = " + len);        // 将字节数组的内容转换为字符串输出        System.out.println(new String(buf,0,len));
        // 获得发送端的ip地址        String sendIp = dp.getAddress().getHostAddress();        // 获得发送端的端口号        int port  = dp.getPort();        System.out.println(sendIp);        System.out.println(port);
        // 关闭Socket对象        ds.close();    }}