socket--基础(笔记)

柔光的暖阳◎ 2023-07-12 14:09 25阅读 0赞

## 1、网络 ##

*  计算机领域中，网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台。
 *  通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。
 *  网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收。
 *  通过操作相应Api调度计算机硬件资源，并利用传输管道（网线）进行数据交互的过程。

## 2、七层网络模型 与 四层网络模型  ##

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1NDE4NTE4_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# #

*  七层：应用层-》表示层-》会话层-》传输层-》网络层-》数据链路层-》物理层（电信号/光信号）
 *  TCP/IP 四层： 应用层-》网络层-》数据链路层-》物理层（电信号/光信号）

## socket ##

*  简单来说就是IP地址与端口的结合协议
 *  一种地址与端口的结合描述协议
 *  TCP/IP 协议的相关API的总称；是网络Aip的集合实现
 *  涵盖了：Stream Socket/Datagram Socket
 *  四个要素：客户端地址、客户端端口、服务器地址、服务器端口
 *  TCP/IP 协议中,两个进程通信的主要模式为:CS模式 (Client-Server)，常见的：FTP、SMTP、HTTP
 *  TCP
    
     *  tcp是面向连接的通信协议
     *  通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接
     *  由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯
 *  UDP
    
     *  UDP是面向无连接的通信协议
     *  UDP数据包括目端口号和信息源端口号信息
     *  由于不需要连接，所以可以实现广播发送，并不局限与端到端

## 案例(TCP) ##

public class Server {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            ServerSocket server = new ServerSocket(2000);
    
            System.out.println("服务器准备就绪～");
            System.out.println("服务器信息：" + server.getInetAddress() + " P:" + server.getLocalPort());
    
            // 等待客户端连接
            for (; ; ) {
                // 得到客户端
                Socket client = server.accept();
                // 客户端构建异步线程
                ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);
                // 启动线程
                clientHandler.start();
            }
    
        }
    
        /**
         * 客户端消息处理
         */
        private static class ClientHandler extends Thread {
            private Socket socket;
            private boolean flag = true;
            ClientHandler(Socket socket) {
                this.socket = socket;
            }
    
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                System.out.println("新客户端连接：" + socket.getInetAddress() +
                        " P:" + socket.getPort());
                try {
                    // 得到打印流，用于数据输出；服务器回送数据使用
                    PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());
                    // 得到输入流，用于接收数据
                    BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                            socket.getInputStream()));
                    do {
                        // 客户端拿到一条数据
                        String str = socketInput.readLine();
                        if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {
                            flag = false;
                            // 回送
                            socketOutput.println("bye");
                        } else {
                            // 打印到屏幕。并回送数据长度
                            System.out.println(str);
                            socketOutput.println("回送：" + str.length());
                        }
                    } while (flag);
                    socketInput.close();
                    socketOutput.close();
                } catch (Exception e) {
                    System.out.println("连接异常断开");
                } finally {
                    // 连接关闭
                    try {
                        socket.close();
                    } catch (IOException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
                System.out.println("客户端已退出：" + socket.getInetAddress() +
                        " P:" + socket.getPort());
            }
        }
    }

public class Client {
        public static void main(String[] args) throws IOException {
            Socket socket = new Socket();
            // 超时时间
            socket.setSoTimeout(3000);
            // 连接本地，端口2000；超时时间3000ms
            socket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000), 3000);
    
            System.out.println("已发起服务器连接，并进入后续流程～");
            System.out.println("客户端信息：" + socket.getLocalAddress() + " P:" + socket.getLocalPort());
            System.out.println("服务器信息：" + socket.getInetAddress() + " P:" + socket.getPort());
            try {
                // 发送接收数据
                todo(socket);
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("异常关闭");
            }
            // 释放资源
            socket.close();
            System.out.println("客户端已退出～");
        }
    
        private static void todo(Socket client) throws IOException {
            // 构建键盘输入流
            InputStream in = System.in;
            BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));
    
            // 得到Socket输出流，并转换为打印流
            OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
            PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);
    
            // 得到Socket输入流，并转换为BufferedReader
            InputStream inputStream = client.getInputStream();
            BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
            boolean flag = true;
            do {
                // 键盘读取一行
                String str = input.readLine();
                // 发送到服务器
                socketPrintStream.println(str);
    
                // 从服务器读取一行
                String echo = socketBufferedReader.readLine();
                if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {
                    flag = false;
                }else {
                    System.out.println(echo);
                }
            }while (flag);
            // 资源释放
            socketPrintStream.close();
            socketBufferedReader.close();
        }
    }

Server 和 Client 开启后，在client 控制台输入信息，开始把信息发送给服务器并获得返回消息。

## 传输 ##

*  报文
    
     *  在TCP/IP传输过程中，起着路由导航作用
     *  用以查询各个网络路由网段、ip地址、交换协议等ip数据包
     *  报文在传输过程中会不断地封装分组、包、帧来传输
     *  封装方式就是添加一些控制信息组成的首部，即报文头
 *  传输协议
    
     *  就是一种规定、约束
     *  约定大于配置，在网络中依然使用；网络的传输流程是健壮的稳定的，得益于基础的协议构成
     *  简单说：A->B的数据，B能识别，反之B->A的数据A也能识别
 *  Mac地址
    
     *  意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址
     *  用来定义网络设备的位置
     *  如![20200308210212110.png][]
 *  IP、端口
    
     *  IP 是分配给网络上使用网际协议的设备的数字标签
     *  常见的IP地址分为IPv4和IPv6两大类
     *  IPv4 
        
         *  由32位二进制组成，以XXX,XXX,XXX,XXX的形式表现，每组xxx小于或等于255的10进制数组成
         *  总数：4,294,967,296个 ：42亿个；在2011年2月3日用尽
         *  如果主机号全1，那么这个地址为直接广播地址
         *  IP地址 “255,255,255,255” 为受限广播地址
     *  IPv6
        
         *  总共有128位，ipv6地址的表现形式，一般采用32个十六进制数。
         *  ![20200308211231367.png][]
         *  IPv4转IPv6一定可行，IPv6转IPv4不一定可行
     *  端口
        
         *  如果把IP比作一间放在，端口就是进入这间房子的门或者窗子
         *  不同的窗子有不同的人与外界联系。
         *  0到1023号端口以及1024到49151号端口都是特殊端口
         *  ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1NDE4NTE4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]
         *  49152到65535号端口属于“动态端口”范围，没有端口可以被正式地注册占用
         *  ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM1NDE4NTE4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

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