网络编程

1. 概述

地球村：也译为世界村（global village），对地球的一种比喻说法。现代科技的迅速发展，缩小了地球上的时空距离，国际交往日益频繁便利，因而整个地球就如同是茫茫宇宙中的一个小村落。

TCP：打电话 —— 连接 —— 接了 —— 通话
UDP：发短信 —— 发送了就完事了 —— 不管你有没有接收到
计算机网络：
- 计算机网络是指将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机系统。
网络编程的目的：
- 传播交流信息【数据交换 / 通信】
想要达到这个效果需要什么：
1. 如何准确的定位网络上的一台主机 172.20.10.3：端口号，定位到这个计算机上的某个资源；
2. 找到了这个主机，如何传输数据呢？

java 做 web 开发：网页编程【B/S架构，所有东西是通过浏览器访问的】

当前课程：网络编程【TCP/IP 协议，C/S架构，通过客户端去访问】

2. 网络通信的要素

如何实现网络的通信？

通信双方地址
- ip
- 端口号
规则：网络通信的协议【本次课程针对传输层进行学习】
- http ftp smtp tcp udp ……
- TCP / IP 参考模型

小结：

网络编程中有两个主要的问题
- 如何准确的定位到网络上的一台或多台主机
- 找到主机之后如何进行通信
网络编程中的要素
- IP 和端口号【学习关于IP和端口号的类】
- 网络通信协议【学习关于TCP和UDP的类】
Java 万物皆对象

3. IP

ip 地址：InetAdress

唯一定位一台网络上的计算机
127.0.0.1 ：本机 localhost
ip 地址的分类
- ipv4 / ipv6
  - ipv4：4个字节组成，0 ~ 255 。如：127.0.0.1
  - ipv6：128位，8个无符号整数。如：2409:8929:232:128b:9886:2567:cbff:20dc
- 公网（互联网）-- 私网（局域网）
  - ABCD类地址【0 ~ 255 折半，越来越少】
  - 192.168.xx.xx 专门给组织内部使用的
- 域名：记忆IP问题 www.baidu.com

java

/**
 * 获取 IP
 */
public class _01_IP {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 查询本机 ip地址
            InetAddress ip1 = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            System.out.println(ip1);
            InetAddress ip2 = InetAddress.getByName("localhost");
            System.out.println(ip2);
            InetAddress ip3 = InetAddress.getLocalHost();
            System.out.println(ip3);

            // 查询网站 ip地址
            InetAddress ip4 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
            System.out.println(ip4);

            //常用方法
            //System.out.println(ip4.getAddress());//byte 获取地址的字节
            System.out.println(ip4.getCanonicalHostName());//获取规范的地址名称
            System.out.println(ip4.getHostAddress());//ip
            System.out.println(ip4.getHostName());//域名 或者 自己电脑的电脑名称
        } catch (UnknownHostException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

4. 端口

端口表示计算机上的一个程序的进程；

不用的进程有不同的端口号！用来区分软件!
被规定 0 ~ 65536 个端口号
TCP，UDP：每一个都有 65536 个端口【单个协议下端口号不能冲突】

端口分类：

公有端口 0 ~ 1023 【不要使用】
- HTTP：80 端口
- HTTPS：443 端口
- FTP：21 端口【文件传输协议】
- Telent：23 端口
程序注册端口：1014 ~ 49151，分配给用户或者程序的
- Tomcat：8080
- MySQL：3306
- Oracle：1521

动态端口、私有端口：49152 ~ 65536

bash

netstat -ano #查看所有的端口
netstat -ano|findstr "8080" #查看指定的端口
tasklist|findstr "26400" #查看指定端口的进程
ctrl + shift + esc #快捷键：打开任务管理器

端口映射 —— 要么丢包，要么接收

java

/**
 * InetSocketAddress 端口
 */
public class _02_Port {
    public static void main(String[] args) {
        InetSocketAddress socketAddress = new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8080);
        System.out.println(socketAddress);// 127.0.0.1:8080

        InetSocketAddress socketAddress2 = new InetSocketAddress("localhost", 8080);
        System.out.println(socketAddress2);// localhost/127.0.0.1:8080

        System.out.println(socketAddress.getAddress());// 地址：/127.0.0.1
        System.out.println(socketAddress.getHostName());// 地址名称：www.orla.com 【配置的C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts】
        System.out.println(socketAddress.getPort());// 端口：8080
    }
}

5. 通信协议

协议：约定，就好比我们现在说的普通话，能够交流沟通。

5.1 网络通信协议

网络通信协议：速率、传输码率、代码结构、传输控制……

问题：非常的复杂？

大事化小：分层！

TCP / IP 协议簇【实际上是一组协议】
- TCP：用户传输协议【打电话】
- UDP：用户数据报协议【发短信】
出门的协议：
- TCP：用户传输协议
- IP：网络互联协议

5.2 TCP & UDP 对比

TCP ：带电话

连接、稳定

三次握手 四次握手

bash

最少需要三次，保证稳定连接！
A:你愁啥？
B:瞅你咋地？
A:干一场啊！

A:我要走了！
B:你真的要走了吗？
B:你真的真的要走了吗？
A:我真的要走了！

客户端 —— 服务端
传输完成，释放连接，效率低

UDP
- 不连接，不稳定
- 客户端、服务端：没有明确的界限
- 不管有没有准备好，都可以发给你【能不能接收到看命运】
- 举例
  - 导弹攻击
  - DDOS：洪水攻击！（饱和攻击）

6. TCP

客户端：

连接服务器 Socket
发送消息

服务器：

建立服务的端口 ServerSocket
等待客户的连接 accept()
接收用户的消息

6.1 发送信息

java

/**
 * TCP:用户传输协议
 *
 * 客户端
 */
public class _03_TcpClient_01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;

        try {
            //1.需要知道服务器地址和端口号
            InetAddress byName = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
            int port = 9999;

            //2.创建一个 Socket 连接
            socket = new Socket(byName, port);

            //3.发送消息（IO流）
            os = socket.getOutputStream();
            os.write("hello,正在学习 TCP 协议！".getBytes());

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }finally {
            //关闭资源【先开后关】
            //先判断不为空，再关闭
            if(os != null){
                os.close();
            }
            if(socket != null){
                socket.close();
            }
        }
    }
}

java

/**
 * 服务端
 */
public class _03_TcpServer_01 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket serverSocket = null;
        Socket accept = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;

        try {
            //1.我需要有一个地址和端口号
            serverSocket = new ServerSocket(9999);

            //循环监听
            while(true) {
                //2.等待客户端连接过来
                accept = serverSocket.accept();

                //3.读取客户端的消息
                is = accept.getInputStream();
                //管道流
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                byte[] buffer = new byte[1024];
                int len = 0;
                while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                    baos.write(buffer, 0, len);
                }
                System.out.println(baos.toString());
            }

            /*
            //会乱码
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len;
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                String msg = new String(buffer, 0, len);
                System.out.println(msg);
            }
            */

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //关闭资源【先开后关】
            //先判断不为空，再关闭
            if (baos != null) {
                baos.close();
            }
            if (is != null) {
                is.close();
            }
            if (accept != null) {
                accept.close();
            }
            if (serverSocket != null) {
                serverSocket.close();
            }
        }
    }
}

6.2 发送文件

java

/**
 * TCP:上传图片
 * 客户端
 * 
 * 本质：Socket 通信
 */
public class _03_TcpClient_02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = null;
        OutputStream os = null;
        FileInputStream fis = null;
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            //1.获取与服务端的连接
            socket = new Socket("127.0.0.1", 9999);

            //2.发送信息
            //创建一个文件流，先读进来，再写出去
            os = socket.getOutputStream();
            fis = new FileInputStream(new File("image-20250804102239387.png"));//读【管道流】
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len = 0;
            while ((len = fis.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);//写
            }
            //通知服务器，这边输出完毕
            socket.shutdownOutput();

            //3.确定服务器接收完毕，才能关闭资源
            is = socket.getInputStream();
            baos = new ByteArrayOutputStream();//管道流
            byte[] buffer2 = new byte[1024];
            int len2 = 0;
            while ((len2 = is.read(buffer2)) != -1) {
                baos.write(buffer2, 0, len2);
            }

            if(baos.toString()!=null && !baos.toString().isEmpty()){
                String[] arrs = baos.toString().split("@");
                if(arrs[0].equals("true")){
                    System.out.println(arrs[1]);
                    baos.close();
                    is.close();
                    fis.close();
                    os.close();
                    socket.close();
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (baos != null) {
                baos.close();
            }
            if (is != null) {
                is.close();
            }
            if (fis != null) {
                fis.close();
            }
            if (os != null) {
                os.close();
            }
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
        }
    }
}

java

/**
 * 服务端
 */
public class _03_TcpServer_02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket socket =null;
        Socket accept = null;
        InputStream is = null;
        FileOutputStream fileOutputStream = null;
        OutputStream os = null;
        try {
            //1.提供一个服务器ip和端口
            socket = new ServerSocket(9999);

            //2.监听客户端的连接【阻塞式监听，会一直以等待客户端连接，与Scanner相似】
            accept = socket.accept();

            //3.接收信息
            is = accept.getInputStream();
            fileOutputStream = new FileOutputStream("portMapping.png");
            byte[] buffer = new byte[1024];
            int len = 0;
            while((len = is.read(buffer)) != -1) {
                fileOutputStream.write(buffer, 0, len);
            }

            //4.告诉客户端，文件已收到
            os = accept.getOutputStream();
            os.write("true@文件已收到".getBytes());

        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //关闭资源
            if (os != null) {
                os.close();
            }
            if (fileOutputStream != null) {
                fileOutputStream.close();
            }
            if (is != null) {
                is.close();
            }
            if (accept != null) {
                accept.close();
            }
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
        }
    }
}

7. Tomcat

C/S端：客户端/服务器端
B/S端：浏览器端/服务器端

服务端
- 自定义 S
- Tomcat 服务器 S 【Java后台开发】
客户端
- 自定义 C
- 浏览器 B
.bat window 的可执行文件
.sh Linux 的可执行文件

8. UDP

发短信：不用连接，但是需要知道对方的地址！

DatagramPacket 数据报包
DatagramSocket 用于发送和接收数据报数据包的套接字

8.1 单点发送，单点接收，控制台 System.in 键入信息

java

/**
 * UDP 聊天室
 *
 * 控制台输入聊天内容，发送给 ClientB
 */
public class _04_UdpClientA_02 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket socket = null;
        BufferedReader reader = null;
        try {
            //1.建立 socket 连接
            socket = new DatagramSocket(9090);

            //2.数据包准备
            InetAddress localhost = InetAddress.getByName("localhost");
            int port = 9092;
            reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

            String msg = null;
            while((msg=reader.readLine())!=null){
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0, msg.getBytes().length, localhost, port);
                //3.发送
                socket.send(packet);

                if("exit".equals(msg)){
                    System.out.println("---聊天结束---");
                    return;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }finally{
            //5.关闭资源
            if (reader != null) {
                reader.close();
            }
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
        }
    }
}

java

/**
 * UDP 聊天室
 *
 * 接收 ClientA 信息
 */
public class _04_UdpClientB_02 {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        DatagramSocket socket = null;
        try {
            //1.建立 Socket 连接
            socket = new DatagramSocket(9092);

            //2.接收
            while (true) {
                byte[] buf = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length);
                socket.receive(packet);
                String receiveMsg = new String(packet.getData(),0,packet.getLength());
                System.out.println(receiveMsg);

                if(receiveMsg.equals("exit")){
                    socket.close();
                    break;
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //5.关闭资源
            if (socket != null) {
                socket.close();
            }
        }
    }
}

8.2 模拟聊天室

要点：多线程

java

/**
 * 发送端
 */
public class _05_Send implements Runnable {
    private DatagramSocket socket = null;
    private BufferedReader reader = null;
    private InetAddress toInetAddress = null;
    private int toIp;

    public _05_Send(int myIp, String toAddress, int toIp) throws Exception {
        this.toIp = toIp;

        //1.创建 socket 连接
        socket = new DatagramSocket(myIp);
        //发送方地址
        toInetAddress = InetAddress.getByName(toAddress);
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while(true) {
                //2.准备数据包
                reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                String msg;
                while ((msg = reader.readLine()) != null) {
                    DatagramPacket packet = new DatagramPacket(msg.getBytes(),0,msg.getBytes().length,toInetAddress,toIp);
                    //3.发送数据包
                    socket.send(packet);

                    if("exit".equals(msg)){
                        System.out.println("---聊天结束---");
                        return;
                    }
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //4.关闭资源
            try {
                reader.close();
            } catch (IOException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            socket.close();
        }
    }
}

java

/**
 * 接收端
 */
public class _05_Receive implements Runnable {
    private DatagramSocket socket = null;

    public _05_Receive(int myIp) throws Exception {
        //1.创建 socket 连接
        socket = new DatagramSocket(myIp);
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            while (true) {
                //2.接收数据包
                byte[] buffer = new byte[1024];
                DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, 0, buffer.length);
                socket.receive(packet);

                //打印输出
                String receiveMsg = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
                System.out.println(receiveMsg);

                if(receiveMsg.equals("exit")){
                    socket.close();
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //3.关闭资源
            socket.close();
        }
    }
}

java

/**
 * 聊天室：客户端 A
 */
public class _05_ClientA {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //发送端
        _05_Send send = new _05_Send(9090, "localhost", 9991);
        //接收端
        _05_Receive receive = new _05_Receive(9993);

        //开启线程
        new Thread(send).start();
        new Thread(receive).start();

    }
}

java

/**
 * 聊天室：客户端 B
 */
public class _05_ClientB {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //发送端
        _05_Send send = new _05_Send(9992, "localhost", 9993);
        //接收端
        _05_Receive receive = new _05_Receive(9991);

        //开启线程
        new Thread(send).start();
        new Thread(receive).start();
    }
}

9. URL

url ：统一资源定位符【定位资源的，定位互联网上的某一个资源】
DNS：域名解析如：把 www.baidu.com 解析成 xxx.xxx.xxx.xxx

https://www.baidu.com

bash

协议://域名(ip):端口号/项目名/资源	# url 由5部分组成，可以少不能多

9.1 了解 URL

java

/**
 * Url
 */
public class _06_Url {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            URL url = new URL("https://localhost:8080/xxl-job-admin/jobinfo?jobGroup=3");

            System.out.println(url.getProtocol());//获取 协议名
            System.out.println(url.getHost());//获取 主机IP
            System.out.println(url.getPort());//获取 端口号
            System.out.println(url.getPath());//获取 文件地址
            System.out.println(url.getFile());//获取 文件全路径
            System.out.println(url.getQuery());//获取 参数

        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }
}

9.2 下载网上 URL 资源

java

/**
 * 下载网上 URL 资源
 */
public class _07_UrlDownload {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        _07_UrlDownload down = new _07_UrlDownload();

        String urlJsp = "http://localhost:8080/oral/myFile.jsp";
        String fileJsp = "D:\\02_work\\softWare_work\\JetBrains\\IntelliJ IDEA 2024.2.0.2\\workspace\\studyFollowKuang\\01-JavaBase\\04_network_program\\src\\main\\resources\\myFile.jsp";

        String urlGif = "https://i0.hdslb.com/bfs/static/jinkela/playlist-video/asserts/playing.gif";
        String fileGif = "D:\\02_work\\softWare_work\\JetBrains\\IntelliJ IDEA 2024.2.0.2\\workspace\\studyFollowKuang\\01-JavaBase\\04_network_program\\src\\main\\resources\\playing.gif";

        String urlMp4 = "https://video.da.mgtv.com/new_video/2025/07/14/4419/94E2A3BAC00CBE2BD58F22048064BB84_20250714_1_1_1212.mp4";
        String fileMp4 = "D:\\02_work\\softWare_work\\JetBrains\\IntelliJ IDEA 2024.2.0.2\\workspace\\studyFollowKuang\\01-JavaBase\\04_network_program\\src\\main\\resources\\video.mp4";

        down.urlDown(urlJsp,fileJsp);//下载 jsp 文件
        down.urlDown(urlGif,fileGif);//下载 gif 文件
        down.urlDown(urlMp4,fileMp4);//下载 mp4 文件

    }

    public void urlDown(String urlStr,String file) throws IOException {
        //1.获得下载地址 URL
        URL url = new URL(urlStr);

        //2.连接到这个资源 HTTP
        HttpURLConnection urlConnection = (HttpURLConnection) url.openConnection();

        //3.获得 流
        InputStream is = urlConnection.getInputStream();

        //4.创建 文件流
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);

        //5.开始下载
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = 0;
        while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
            fos.write(buffer, 0, len);
        }

        //6.关闭资源
        fos.close();
        is.close();
        urlConnection.disconnect();
    }
}

网络编程 ​

1. 概述 ​

2. 网络通信的要素 ​

3. IP ​

4. 端口 ​

5. 通信协议 ​

5.1 网络通信协议 ​

5.2 TCP & UDP 对比 ​

6. TCP ​

6.1 发送信息 ​

6.2 发送文件 ​

7. Tomcat ​

8. UDP ​

8.1 单点发送，单点接收，控制台 System.in 键入信息 ​

8.2 模拟聊天室 ​

9. URL ​

9.1 了解 URL ​

9.2 下载网上 URL 资源 ​

网络编程

1. 概述

2. 网络通信的要素

3. IP

4. 端口

5. 通信协议

5.1 网络通信协议

5.2 TCP & UDP 对比

6. TCP

6.1 发送信息

6.2 发送文件

7. Tomcat

8. UDP

8.1 单点发送，单点接收，控制台 System.in 键入信息

8.2 模拟聊天室

9. URL

9.1 了解 URL

9.2 下载网上 URL 资源