網絡編程基礎、網絡通訊三要素、TCP通訊、Socket類

網絡編程基礎

軟件架構：

• C/S架構： 即Client/Server（客戶端/服務器端）架構，QQ、迅雷。

• B/S架構： 即Browser/Server（瀏覽器端/服務器端）架構，簡化了系統的開發，維護和使用。谷歌、火狐。

B/S架構與C/S架構的區別：

• C/S架構基於局域網的，而B/S架構基於廣域網的基礎上。

• 硬件環境不一樣，C/S創建在專用網絡上，小範圍的網絡，能夠專門的服務器提供數據鏈接和數據交換

• C/S通常面向的固定用戶羣體，對信息的安全控制較高較高一點。

• 對程序架構不一樣

• 用戶接口不一樣：C/S架構大多創建在Windows平臺上，B/S創建在瀏覽器上，不只能夠應用在Windows平臺上，也能夠應用在Unix/Linux等平臺上。

兩種架構各有優劣，可是不管使用哪一種架構，都離不開網絡的支持。網絡編程，就是在必定的協議下，實現兩臺計算機通訊的程序。

網絡通訊協議

• 網絡通訊協議：通訊協議是計算機通訊必須聽從的一種規則，協議中對數據的傳輸格式、傳輸的速率、傳輸的步驟等都作了統一的規定，通訊雙方必須同時遵照，最終實現數據的正常傳輸和交換。

• TCP/IP：傳輸控制協議（TCP）/因特網互聯協議(IP)，他們倆定義了計算機如何聯網、數據如何交換和傳輸的標準。它的內部包含了一系列用於處理數據通訊的協議，並採用了4層的分層模型，每一層都呼叫下一層所提供的協議來完成本身的請求。

協議分類

• TCP協議：傳輸控制協議，該協議是面向鏈接的通訊協議，即數據傳輸前，在發送端和接收端先創建邏輯鏈接，而後再傳輸數據，它提供了兩臺計算機之間可靠的無差錯的數據傳輸。

  • 三次握手：在數據發送的準備階段，客戶端和服務器之間經過三次交互，保證鏈接的可靠性。

    三次握手：

經過三次握手，創建鏈接後，客戶端和服務器端就能夠進行數據傳輸了。因爲這種面相鏈接的特性，TCP協議可以數據傳輸的安全。因此應用挺普遍的，下載文件等。

• ​ UDP：用戶數據報協議(User DataProgram Protocal)，他是一個面相無鏈接的協議。在進行數據傳輸時，不須要創建鏈接。無論對方在不在，直接將數據、數據源和目的地封裝到數據包中，發送過去。每次發送的數據不能很大，限制在64K之內，數據有可能丟失，數據傳輸時不安全，速度快，QQ聊天

網絡編程三要素【瞭解】

• 協議：計算機通訊必須遵照的規則。

• IP地址：互聯網協議地址，俗稱IP，IP地址用來給網絡中的計算機編訂一個惟一的編號。

• 端口號：端口號就是惟一標識設備中的進程(應用程序)。IP地址是惟一標識網絡中的設備。

• IP地址：互聯網協議地址(Internet Protocol Address) ,俗稱IP，給網絡中的計算機設備編訂一個惟一的編號，比如人的身份證號。

  IP地址分類：

  • IPv4：是一個32位的二進制數，一般被分爲4個字節，表示形式：a.b.c.d ,例如：192.168.53.245 ，其中a.b.c.d都是一個0~255之間的十進制的整數，那麼最多可以表示42億個。

  • IPv6：爲了擴大地址空間，經過IPv6從新定義地址空間，採用128位地址長度，每16個字節分爲一組，分紅8組十六進制數 ，表示形式：ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789,號稱互聯網中的任何一粒沙子可以編寫進去，解決了地址不夠的問題。

  經過DOS命名查看本機的IP地址：ipconfig

  檢查網絡鏈接是否正常：ping ip地址

特殊的IP地址：

  本機的IP地址：127.0.0.1 localhost 經過hosts文件，能夠自定義本身的域名

• 端口號：如何區分在網絡通訊中打開的這些進程(應用程序)？經過端口號能夠準確的找到彼此。

• 端口號：用兩個字節表示的整數，它的取值範圍是0~65535。 其中，0~1023之間的的端口號被一些知名的應用和網絡服務佔用了。普通的常規的應用程序只能使用從1024以上的端口號， 若是端口號被另一個服務或者應用程序佔用了，會致使當前程序啓動失敗。

  經常使用的端口號：

   Tomcat應用服務器：8080

   HTTP服務器：80 www.baidu.com:80 80端口能夠選擇省略不寫

   數據庫服務器：MYSQL：3306 Oracle：1521

TCP通訊

目的：實現兩臺計算機之間的交互，通訊兩端要嚴格區分客戶端和服務器端口

兩端通訊的步驟：

1. 服務端須要啓動，等待客戶端連接

2. 客戶端須要主動地連接服務器端，連接成功才能通訊，服務器端口不能夠主動連接客戶端

在java中，提供兩個類，實現TCP通訊：

• 客戶端：建立Socket對象，建立以後就至關於建立了客戶端，向服務器端發送連接請求，服務器端迴響一個請求表示已經接受，二者就創建了通訊

• 服務器端：建立ServerSocket對象，建立以後就至關於，開啓了一個服務，等待客戶端連接

Socket類

Socket類，實現客戶端套接字，套接字指的是兩臺設備之間通信的端點，

構造方法：

public Socket(String host,int port);--->建立套接字對象並鏈接到指定主機的指定端口號，若是指定了host是一個null，那麼就至關於與指定地址爲回送地址【127.x.x.x】,是本機的回送地址，主要用於網絡軟件測試使用，本機上進程間的通訊。就不會進行網絡傳輸

成員方法：

• public InputStream getInputStream();---->獲取套接字的輸入流

• public OutputStream getOutputStream();--->獲取套接字輸出流

• public void close();--->關閉套接字

• public void shoutdownOutput();--->禁用套接字輸出流

• 任何先前寫入的數據都將會被髮送，最後終止輸出流

ServerSocket類

ServerSocket類實現了服務器端套接字，該對象等待經過網絡的請求

構造方法：

ServerSocket(int port);--->使用該構造方法子建立ServerSocket建立對象時，就能夠將其綁定到一個指定的端口號上面，參數port就是端口號

成員方法：

public Socket accept();--->監聽並接受鏈接，返回一個新的Socket對象，用於和用戶端實現通訊。

文件上傳案例：

步驟：

1. 在客戶端當中，經過輸入流，從硬盤當中讀取文件數據到內存

2. 在客戶端當中，經過輸出流，寫入文件數據到服務器端

3. 在服務器端中，經過輸入流，讀取文件數據到服務器端中

4. 在服務器端中，經過輸出流，寫入文件數據到服務器硬盤當中

文件上傳圖解：

文件上傳優化

文件的名稱須要優化

服務端，保存文件的名稱若是名稱固定，那麼最終會致使服務器硬盤，只會保留一個文件，對上傳的文件名稱優化，

//文件名稱定義規則：
"beautiful" + System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(1000000) + ".jpg";

服務器端接收文件的優化

服務器端，接收一個文件以後就關閉了，後面的其餘客戶端沒法繼續上傳文件，使用循環進行改進，能夠不斷的接收不一樣的客戶端傳輸過來的文件。

// 使用循環
while(true) {
   Socket socket =  serverSocket.accept(); 
   ....
   ....       
}

服務器端接收客戶端文件的效率的優化

服務器端，在接收文件的時候，加入某個客戶端給你傳輸一個大文件，此時就不能再接收其餘用戶的文件，因此能夠用多線程技術優化接收效率。

while(true) {
      Socket socket = serverSocket.accept();
      // 使用多線程技術，提升程序的效率
      // 有一個客戶端上傳文件，就開啓一個線程，完成文件的上傳
     new Thread(new Runnable() {
         // 重寫run方法，設定線程的任務
         @Override
         public void run() {
             // 使用網絡字節輸入流對象
            InputStream is =  socket.getInputStream();
            // 指定一個目錄
           File file =  new File("D:\\upload");
             if(!file.exits()) {
                 file.mkdirs();
             }
             // 防止同名的文件被覆蓋
         String filename =  "beautiful" + System.currentTimeMillis() + new Random().nextInt(1000000) + ".jpg";  
           // 構建一個本地的文件字節輸出流對象
             new FileOutputStream(file + "\\" + filename);
           // 一讀一寫完成文件的上傳，最終把文件寫入到服務器端的硬盤當中。  
          .....  
         }
     }).start();
}
// 服務端不關閉
// serverSocket.close();