絡(luò)原理+代碼實戰(zhàn)：Java Socket編程從零到一》)
計算機網(wǎng)絡(luò)的前世今生隨著時代的發(fā)展越來越需要計算機之間互相通信共享軟件數(shù)據(jù)即以多個計算機互聯(lián)完成業(yè)務(wù)就有了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)數(shù)據(jù)共享的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)運輸計算機之間通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)也稱為網(wǎng)絡(luò)通信根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的規(guī)模不同分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)1.局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)局域網(wǎng)內(nèi)的主機之間能方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信又稱內(nèi)網(wǎng)。局域網(wǎng)組建網(wǎng)絡(luò)的方式有以下幾種:基于網(wǎng)線直連基于集線器組建基于交換機組建基于交換機和路由器組建通過路由器將多個局域網(wǎng)連接起來在物理上組成了很大范圍的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)內(nèi)部的局域網(wǎng)都屬于其子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)IP與端口網(wǎng)絡(luò)世界的“門牌號”與“收貨人”簡單來說IP地址是用來定義主機的網(wǎng)絡(luò)地址。相當(dāng)于發(fā)送快遞的地址。格式是一個32位的二進(jìn)制數(shù)通常用“點分十進(jìn)制”的方式表示即a.b.c.dabcd都是0~255之間的十進(jìn)制。端口號是用來定義主機中的進(jìn)程相當(dāng)于收貨人協(xié)議協(xié)議是所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須遵守的一組約定最終體現(xiàn)為數(shù)據(jù)包的格式。因此進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)通信需要涉及到五個非常關(guān)鍵的信息------五元組源IP源端口號目的IP目的端口號協(xié)議號協(xié)議分層當(dāng)我們設(shè)計完一個協(xié)議時會使得這個協(xié)議非常復(fù)雜非常強大。把一個大的協(xié)議拆分成若干個小的協(xié)議就是協(xié)議分層。分層。只有相鄰兩層協(xié)議之間可以互相交互。上層協(xié)議可以調(diào)用下層協(xié)議下層協(xié)議可以給上層協(xié)議提供服務(wù)。即協(xié)議之間的交互不能跨層進(jìn)行OSI七層模型OSI七層模型是一個邏輯上的定義和規(guī)范把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在邏輯上劃分為7層。由于體系太復(fù)雜了實際真實的網(wǎng)絡(luò)分層方式是更簡化的TCP/IP五層或四層協(xié)議模型TCP/IP五層/四層協(xié)議模型應(yīng)用層負(fù)責(zé)應(yīng)用程序之間的溝通傳輸層兩個任意設(shè)備之間進(jìn)行通信只考慮起點和終點網(wǎng)絡(luò)層兩個任意設(shè)備之間進(jìn)行通信考慮中間過程數(shù)據(jù)鏈路層兩個相鄰設(shè)備之間通信物理層規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)通信中一些硬件設(shè)施符合的要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所在的分層對于一臺主機操作系統(tǒng)實現(xiàn)了從物理層到應(yīng)用層也就是TCP/IP五層模型的下四層對于一臺路由器工作過程涉及到從物理層到網(wǎng)絡(luò)層對于交換機工作過程涉及到從物理層到數(shù)據(jù)鏈路層這是網(wǎng)絡(luò)分層對應(yīng)的協(xié)議類型網(wǎng)絡(luò)編程即網(wǎng)上的主機以編程的形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。對于應(yīng)用層來說傳輸層給應(yīng)用層提供的一組api是socket api。這也是傳輸層的兩大協(xié)議。傳輸層雙雄TCP與UDP對比傳輸層的兩個核心協(xié)議TCP有連接可靠傳輸面向字節(jié)流全雙工UDP無連接不可靠傳輸面向數(shù)據(jù)報全雙工UDP數(shù)據(jù)報套接字主要有兩大類DatagramSocket和DatagramPacket。通過下方的回顯服務(wù)器來體會一下~public class UdpEchoServer { //首先需要一個“管道” private DatagramSocket socketnull; public UdpEchoServer(int port) throws SocketException { //因為服務(wù)器相當(dāng)于110啥的“公共電話”他需要有一個專門的端口號。 socketnew DatagramSocket(port); } public void start() throws IOException { System.out.println(服務(wù)器啟動); while(true){ //1.讀取請求并分析 DatagramPacket requestPacketnew DatagramPacket(new byte[4096],4096); socket.receive(requestPacket); //解析,把0和1解析成能看得懂的(要全部解析從0到最后) String requestnew String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength()); //2.計算響應(yīng) String responseprocess(request); //3.把響應(yīng)返回給客戶端,順便轉(zhuǎn)化為0和1(相當(dāng)于警察找人民不知道人民在哪需要地址) DatagramPacket responsePacketnew DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length, requestPacket.getSocketAddress()); socket.send(responsePacket); //4.打印一個日志 System.out.printf([%s:%d] req: %s, resp: %s\n, requestPacket.getAddress().toString(), requestPacket.getPort(), request, response); } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoServer server new UdpEchoServer(9090); server.start(); } }public class UdpEchoClient { private DatagramSocket socketnull; //因為客戶端是隨機的但每個客戶端都需要訪問目標(biāo)地址于是把服務(wù)器的地址和端口設(shè)置為成員變量 private String serverIp; private int serverPort; public UdpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws SocketException { this.serverIp serverIp; this.serverPort serverPort; socketnew DatagramSocket(); } public void start() throws IOException { Scanner scannernew Scanner(System.in); while(true){ //1.從控制臺讀取用戶的信息 System.out.println(請輸入你要發(fā)送的內(nèi)容); if(!scanner.hasNext()){ break; } String requestscanner.next(); //2.把請求發(fā)送給服務(wù)器(不僅要把內(nèi)容翻譯成機器能看懂的語言getBytes也要把地址Ip翻譯成機器能看得懂的InetAddress.getByName(serverIp),serverPort) DatagramPacket requestPacketnew DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length, InetAddress.getByName(serverIp),serverPort); socket.send(requestPacket); //3.等待接收服務(wù)器傳回來的響應(yīng) DatagramPacket responsePacketnew DatagramPacket(new byte[4096],4096); socket.receive(responsePacket); //4.解析一下看看發(fā)的是啥 String responsenew String(responsePacket.getData(),0, responsePacket.getLength()); System.out.println(response); } } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoClient clientnew UdpEchoClient(127.0.0.1,9090); client.start(); } }TCP流套接字也有兩大類ServerSocket和Socket。ServerSocket 主要是創(chuàng)建TCP服務(wù)端的而Socket是為客戶端提供的public class TcpEchoServer{ private ServerSocket serverSocketnull; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocketnew ServerSocket(port); } public void start() throws IOException { System.out.println(啟動服務(wù)器); ExecutorService executorServiceExecutors.newCachedThreadPool(); while(true){ //對于tcp來說需要先處理與服務(wù)器的鏈接 //通過讀寫clientSocket來和客戶端進(jìn)行通信 /** * accept是接收客戶端發(fā)來的也就建立鏈接了如果沒有accept就會堵塞 */ while(true){ Socket clientSocketserverSocket.accept(); executorService.submit(()-{ processConnection(clientSocket); }); } } } //處理一個客戶端的鏈接可能包含多個請求 private void processConnection(Socket clientSocket) { System.out.printf([%s:%d] 客戶端上線!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStreamclientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStreamclientSocket.getOutputStream()){ /** * PrintWriter 是“打包快遞的人”把你寫的字符串打包成字節(jié)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上(發(fā)送) */ Scanner scannernew Scanner(inputStream); PrintWriter writernew PrintWriter(outputStream); while(true){ //1.讀取請求并解析 /** * byte[] requestnew byte[1024];inputStream.read(request);這個相當(dāng)于提前準(zhǔn)備一個容器接住“流” 也可以接住scanner來完成 */ if(!scanner.hasNext()){ System.out.printf([%s:%d] 客戶端下線!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); break; } String request scanner.next(); //2.根據(jù)請求計算響應(yīng) String responseprocess(request); //3.返回響應(yīng)到客戶端 writer.println(response); /** * flush() 的作用就是強制把緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)立刻推出去不要等 */ writer.flush(); // 打印日志 System.out.printf([%s:%d] req: %s, resp: %s\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort(), request, response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoServer server new TcpEchoServer(9090); server.start(); } }public class TcpEchoClient { /** * UDP 不需要連接目標(biāo)無連接所以構(gòu)造時不需要目標(biāo)地址 * TCP 是有連接的所以它在構(gòu)造方法里就撥號連上了目標(biāo)必須傳 IP 和端口 */ private Socket socketnull; public TcpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws IOException { /** * 這一步就相當(dāng)于是客戶端的鏈接 */ socketnew Socket(serverIp,serverPort); } public void start(){ Scanner scannernew Scanner(System.in); try(InputStream inputStreamsocket.getInputStream(); OutputStream outputStreamsocket.getOutputStream()) { Scanner scanner1new Scanner(inputStream); PrintWriter writenew PrintWriter(outputStream); while(true){ //1.從控制臺讀取用戶輸入 String requestscanner.next(); //2.發(fā)送給服務(wù)器 write.println(request); // 加上刷新緩沖區(qū)操作, 才是真正發(fā)送數(shù)據(jù) write.flush(); //3.讀取服務(wù)器返回的響應(yīng) String responsescanner1.next(); //4.打印到控制臺 System.out.println(response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoClient client new TcpEchoClient(127.0.0.1, 9090); client.start(); } } 《網(wǎng)絡(luò)原理+代碼實戰(zhàn)：Java Socket編程從零到一》
計算機網(wǎng)絡(luò)的前世今生隨著時代的發(fā)展越來越需要計算機之間互相通信共享軟件數(shù)據(jù)即以多個計算機互聯(lián)完成業(yè)務(wù)就有了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)數(shù)據(jù)共享的本質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)運輸計算機之間通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸數(shù)據(jù)也稱為網(wǎng)絡(luò)通信根據(jù)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的規(guī)模不同分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)1.局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)局域網(wǎng)內(nèi)的主機之間能方便的進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信又稱內(nèi)網(wǎng)。局域網(wǎng)組建網(wǎng)絡(luò)的方式有以下幾種:基于網(wǎng)線直連基于集線器組建基于交換機組建基于交換機和路由器組建通過路由器將多個局域網(wǎng)連接起來在物理上組成了很大范圍的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)內(nèi)部的局域網(wǎng)都屬于其子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)IP與端口網(wǎng)絡(luò)世界的“門牌號”與“收貨人”簡單來說IP地址是用來定義主機的網(wǎng)絡(luò)地址。相當(dāng)于發(fā)送快遞的地址。格式是一個32位的二進(jìn)制數(shù)通常用“點分十進(jìn)制”的方式表示即a.b.c.dabcd都是0~255之間的十進(jìn)制。端口號是用來定義主機中的進(jìn)程相當(dāng)于收貨人協(xié)議協(xié)議是所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都必須遵守的一組約定最終體現(xiàn)為數(shù)據(jù)包的格式。因此進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)通信需要涉及到五個非常關(guān)鍵的信息------五元組源IP源端口號目的IP目的端口號協(xié)議號協(xié)議分層當(dāng)我們設(shè)計完一個協(xié)議時會使得這個協(xié)議非常復(fù)雜非常強大。把一個大的協(xié)議拆分成若干個小的協(xié)議就是協(xié)議分層。分層。只有相鄰兩層協(xié)議之間可以互相交互。上層協(xié)議可以調(diào)用下層協(xié)議下層協(xié)議可以給上層協(xié)議提供服務(wù)。即協(xié)議之間的交互不能跨層進(jìn)行OSI七層模型OSI七層模型是一個邏輯上的定義和規(guī)范把網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在邏輯上劃分為7層。由于體系太復(fù)雜了實際真實的網(wǎng)絡(luò)分層方式是更簡化的TCP/IP五層或四層協(xié)議模型TCP/IP五層/四層協(xié)議模型應(yīng)用層負(fù)責(zé)應(yīng)用程序之間的溝通傳輸層兩個任意設(shè)備之間進(jìn)行通信只考慮起點和終點網(wǎng)絡(luò)層兩個任意設(shè)備之間進(jìn)行通信考慮中間過程數(shù)據(jù)鏈路層兩個相鄰設(shè)備之間通信物理層規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)通信中一些硬件設(shè)施符合的要求網(wǎng)絡(luò)設(shè)備所在的分層對于一臺主機操作系統(tǒng)實現(xiàn)了從物理層到應(yīng)用層也就是TCP/IP五層模型的下四層對于一臺路由器工作過程涉及到從物理層到網(wǎng)絡(luò)層對于交換機工作過程涉及到從物理層到數(shù)據(jù)鏈路層這是網(wǎng)絡(luò)分層對應(yīng)的協(xié)議類型網(wǎng)絡(luò)編程即網(wǎng)上的主機以編程的形式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。對于應(yīng)用層來說傳輸層給應(yīng)用層提供的一組api是socket api。這也是傳輸層的兩大協(xié)議。傳輸層雙雄TCP與UDP對比傳輸層的兩個核心協(xié)議TCP有連接可靠傳輸面向字節(jié)流全雙工UDP無連接不可靠傳輸面向數(shù)據(jù)報全雙工UDP數(shù)據(jù)報套接字主要有兩大類DatagramSocket和DatagramPacket。通過下方的回顯服務(wù)器來體會一下~public class UdpEchoServer { //首先需要一個“管道” private DatagramSocket socketnull; public UdpEchoServer(int port) throws SocketException { //因為服務(wù)器相當(dāng)于110啥的“公共電話”他需要有一個專門的端口號。 socketnew DatagramSocket(port); } public void start() throws IOException { System.out.println(服務(wù)器啟動); while(true){ //1.讀取請求并分析 DatagramPacket requestPacketnew DatagramPacket(new byte[4096],4096); socket.receive(requestPacket); //解析,把0和1解析成能看得懂的(要全部解析從0到最后) String requestnew String(requestPacket.getData(),0, requestPacket.getLength()); //2.計算響應(yīng) String responseprocess(request); //3.把響應(yīng)返回給客戶端,順便轉(zhuǎn)化為0和1(相當(dāng)于警察找人民不知道人民在哪需要地址) DatagramPacket responsePacketnew DatagramPacket(response.getBytes(),response.getBytes().length, requestPacket.getSocketAddress()); socket.send(responsePacket); //4.打印一個日志 System.out.printf([%s:%d] req: %s, resp: %s\n, requestPacket.getAddress().toString(), requestPacket.getPort(), request, response); } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoServer server new UdpEchoServer(9090); server.start(); } }public class UdpEchoClient { private DatagramSocket socketnull; //因為客戶端是隨機的但每個客戶端都需要訪問目標(biāo)地址于是把服務(wù)器的地址和端口設(shè)置為成員變量 private String serverIp; private int serverPort; public UdpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws SocketException { this.serverIp serverIp; this.serverPort serverPort; socketnew DatagramSocket(); } public void start() throws IOException { Scanner scannernew Scanner(System.in); while(true){ //1.從控制臺讀取用戶的信息 System.out.println(請輸入你要發(fā)送的內(nèi)容); if(!scanner.hasNext()){ break; } String requestscanner.next(); //2.把請求發(fā)送給服務(wù)器(不僅要把內(nèi)容翻譯成機器能看懂的語言getBytes也要把地址Ip翻譯成機器能看得懂的InetAddress.getByName(serverIp),serverPort) DatagramPacket requestPacketnew DatagramPacket(request.getBytes(),request.getBytes().length, InetAddress.getByName(serverIp),serverPort); socket.send(requestPacket); //3.等待接收服務(wù)器傳回來的響應(yīng) DatagramPacket responsePacketnew DatagramPacket(new byte[4096],4096); socket.receive(responsePacket); //4.解析一下看看發(fā)的是啥 String responsenew String(responsePacket.getData(),0, responsePacket.getLength()); System.out.println(response); } } public static void main(String[] args) throws IOException { UdpEchoClient clientnew UdpEchoClient(127.0.0.1,9090); client.start(); } }TCP流套接字也有兩大類ServerSocket和Socket。ServerSocket 主要是創(chuàng)建TCP服務(wù)端的而Socket是為客戶端提供的public class TcpEchoServer{ private ServerSocket serverSocketnull; public TcpEchoServer(int port) throws IOException { serverSocketnew ServerSocket(port); } public void start() throws IOException { System.out.println(啟動服務(wù)器); ExecutorService executorServiceExecutors.newCachedThreadPool(); while(true){ //對于tcp來說需要先處理與服務(wù)器的鏈接 //通過讀寫clientSocket來和客戶端進(jìn)行通信 /** * accept是接收客戶端發(fā)來的也就建立鏈接了如果沒有accept就會堵塞 */ while(true){ Socket clientSocketserverSocket.accept(); executorService.submit(()-{ processConnection(clientSocket); }); } } } //處理一個客戶端的鏈接可能包含多個請求 private void processConnection(Socket clientSocket) { System.out.printf([%s:%d] 客戶端上線!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); try(InputStream inputStreamclientSocket.getInputStream(); OutputStream outputStreamclientSocket.getOutputStream()){ /** * PrintWriter 是“打包快遞的人”把你寫的字符串打包成字節(jié)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上(發(fā)送) */ Scanner scannernew Scanner(inputStream); PrintWriter writernew PrintWriter(outputStream); while(true){ //1.讀取請求并解析 /** * byte[] requestnew byte[1024];inputStream.read(request);這個相當(dāng)于提前準(zhǔn)備一個容器接住“流” 也可以接住scanner來完成 */ if(!scanner.hasNext()){ System.out.printf([%s:%d] 客戶端下線!\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort()); break; } String request scanner.next(); //2.根據(jù)請求計算響應(yīng) String responseprocess(request); //3.返回響應(yīng)到客戶端 writer.println(response); /** * flush() 的作用就是強制把緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)立刻推出去不要等 */ writer.flush(); // 打印日志 System.out.printf([%s:%d] req: %s, resp: %s\n, clientSocket.getInetAddress(), clientSocket.getPort(), request, response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } private String process(String request) { return request; } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoServer server new TcpEchoServer(9090); server.start(); } }public class TcpEchoClient { /** * UDP 不需要連接目標(biāo)無連接所以構(gòu)造時不需要目標(biāo)地址 * TCP 是有連接的所以它在構(gòu)造方法里就撥號連上了目標(biāo)必須傳 IP 和端口 */ private Socket socketnull; public TcpEchoClient(String serverIp,int serverPort) throws IOException { /** * 這一步就相當(dāng)于是客戶端的鏈接 */ socketnew Socket(serverIp,serverPort); } public void start(){ Scanner scannernew Scanner(System.in); try(InputStream inputStreamsocket.getInputStream(); OutputStream outputStreamsocket.getOutputStream()) { Scanner scanner1new Scanner(inputStream); PrintWriter writenew PrintWriter(outputStream); while(true){ //1.從控制臺讀取用戶輸入 String requestscanner.next(); //2.發(fā)送給服務(wù)器 write.println(request); // 加上刷新緩沖區(qū)操作, 才是真正發(fā)送數(shù)據(jù) write.flush(); //3.讀取服務(wù)器返回的響應(yīng) String responsescanner1.next(); //4.打印到控制臺 System.out.println(response); } } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } public static void main(String[] args) throws IOException { TcpEchoClient client new TcpEchoClient(127.0.0.1, 9090); client.start(); } }