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网络编程、TCP通信案例_浏览器访问tcp服务器

作者：我家自动化 | 2024-03-11 14:55:57

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浏览器访问tcp服务器

文章目录

网络编程入门
TCP通信程序
- TCP通信循环聊天案例
- 文件上传综合案例
模拟B\S服务器扩展

网络编程入门

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
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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
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特殊的IP地址

本机IP地址：127.0.0.1、localhost 。

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

InetAddress类

InetAddress类的概述

一个该类的对象就代表一个IP地址对象。

InetAddress类的方法

static InetAddress getLocalHost() 获得本地主机IP地址对象

static InetAddress getByName(String host) 根据IP地址字符串或主机名获得对应的IP地址对象

String getHostName();获得主机名

String getHostAddress();获得IP地址字符串

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //- static InetAddress getLocalHost()   获得本地主机IP地址对象
        InetAddress ip1 = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println("ip1:" + ip1);// DESKTOP-U8Q5F96/10.254.4.12

        //- static InetAddress getByName(String host) 根据IP地址字符串或主机名获得对应的IP地址对象
        InetAddress ip2 = InetAddress.getByName("www.baidu.com");
        System.out.println("ip2:" + ip2);// www.baidu.com/14.215.177.38

        //- String getHostName();获得主机名
        System.out.println("ip1的主机名:"+ip1.getHostName());// DESKTOP-U8Q5F96
        System.out.println("ip2的主机名:"+ip2.getHostName());// www.baidu.com

        //- String getHostAddress();获得IP地址字符串
        System.out.println("ip1的ip地址:"+ip1.getHostAddress());// 10.254.4.12
        System.out.println("ip2的ip地址:"+ip2.getHostAddress());// 14.215.177.38

    }
}

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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通信过程如下图所示：

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通信循环聊天案例

服务器

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

        // 死循环
        while (true) {
            //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));

            // 服务器回写数据给客户端
            // 5.使用Socket对象获得输出流
            OutputStream os = socket.getOutputStream();

            // 6.写出数据
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入一个字符串:");
            String msg = sc.nextLine();
            os.write(msg.getBytes());

            // 7.关闭流,释放资源
            // socket.close();
            // ss.close();// 一般服务器是不关
        }
    }
}

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客户端

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);

        // 死循环
        while (true) {
            //2.通过Socket对象获得输出流
            OutputStream os = socket.getOutputStream();

            //3.写出字符串数据
            Scanner sc = new Scanner(System.in);
            System.out.println("请输入一个字符串:");
            String msg = sc.nextLine();
            os.write(msg.getBytes());


            // 接收服务器回写的数据
            //4.通过Socket对象获得输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();

            //5.读服务器回写的字符串数据
            byte[] bys = new byte[1024];
            int len = is.read(bys);
            System.out.println("客户端读到服务器端回写的数据:"+new String(bys,0,len));

            //6.关闭流,释放资源
            // os.close();
        }
    }
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文件上传综合案例

使用TCP协议, 通过客户端向服务器上传一个文件

分析

【客户端】输入流，从硬盘读取文件数据到程序中。
【客户端】输出流，写出文件数据到服务端。
【服务端】输入流，读取文件数据到服务端程序。
【服务端】输出流，写出文件数据到服务器硬盘中。
【服务端】获取输出流，回写数据。
【客户端】获取输入流，解析回写数据。

在这里插入图片描述

实现