1.1 网络通信#

• 概念：两台设备之间通过网络实现数据传输。

• Java支持：java.net 包提供了一系列类/接口用于网络通信。

1.2 网络分类#

• 局域网 (LAN)：覆盖范围最小，如一个教室、机房。

• 城域网 (MAN)：覆盖一个城市。

• 广域网 (WAN)：覆盖全国或全球，如互联网。

1.3 IP地址#

• 作用：唯一标识网络中的每台计算机/主机。

• 表示形式：点分十进制 xx.xx.xx.xx（每个数范围0~255）。

• 组成：网络地址 + 主机地址。

• IPv4 vs IPv6：IPv4地址资源有限，IPv6地址数量极大，是下一代协议。

• IPv4地址分类：

1.4 域名与端口#

• 域名：如 www.baidu.com。为了方便记忆，将IP地址映射成域名。

• 端口：

  • 作用：标识计算机上某个特定的网络程序。

  • 范围：0 ~ 65535。

  • 约定：0~1024已被系统或知名服务占用（如HTTP:80, FTP:21, SSH:22）。

  • 常见程序端口：Tomcat:8080, MySQL:3306, Oracle:1521。

1.5 网络通信协议#

• TCP/IP协议簇：Internet最基本的协议，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议等组成。

• 网络模型：

1.6 TCP 与 UDP 协议#

3.1 Socket 概念#

• 套接字(Socket)是网络通信的端点。

• 通信两端都必须有Socket。

• 数据在Socket间通过IO流传输。

• 主动发起连接的是客户端，等待连接的是服务端。

4.1 编程模型#

• 服务端：

  1. 创建 ServerSocket，在指定端口监听。

  2. 调用 accept() 等待客户端连接，连接成功返回 Socket 对象。

  3. 通过 Socket.getInputStream() 读取客户端发送的数据。

  4. 通过 Socket.getOutputStream() 向客户端回复数据。

  5. 关闭资源。

• 客户端：

  1. 创建 Socket，连接服务端（指定IP和端口）。

  2. 通过 Socket.getOutputStream() 发送数据。

  3. 通过 Socket.getInputStream() 接收服务端回复。

  4. 关闭资源。

4.2 应用案例#

1. 案例1 (字节流，单向)：客户端发送“hello, server”后退出，服务端接收并打印。

2. 案例2 (字节流，双向)：客户端发送消息，服务端回复“hello, client”，客户端接收回复。

   • 注意：通信结束时，应调用 socket.shutdownOutput() 设置输出结束标记，告知对方数据已发送完毕，避免对方 read 方法阻塞。

3. 案例3 (字符流，双向)：使用 BufferedReader 和 BufferedWriter 包装流进行字符通信。

   • 注意：使用 bufferedWriter.newLine() 插入换行作为结束标记，并调用 flush() 手动刷新缓冲区。

4. 案例4 (文件上传)：客户端发送图片/文件，服务端保存到本地，并回复“收到图片”。

   • 核心：使用 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 提高效率。

   • 工具类：使用 StreamUtils 将输入流转换为字节数组或字符串，简化操作。

4.3 注意事项#

• 实际通信中，客户端也会使用一个随机端口与服务端通信。

• 可使用 netstat -an 指令查看主机网络状态（监听端口和连接信息）。

5.1 基本介绍#

• 核心类：DatagramSocket (数据报套接字) 和 DatagramPacket (数据包/数据报)。

• 无连接：每个数据包独立，包含发送方和接收方的IP与端口。

• 不可靠：不保证送达和顺序。

5.2 编程模型#

• 发送端：

  1. 创建 DatagramSocket 对象。

  2. 将数据封装到 DatagramPacket 对象中（指定数据、长度、目标IP、端口）。

  3. 调用 socket.send(packet) 发送。

  4. 可接收回复。

  5. 关闭 socket。

• 接收端：

  1. 创建 DatagramSocket 并在指定端口监听。

  2. 创建空的 DatagramPacket 对象用于接收。

  3. 调用 socket.receive(packet) 阻塞等待数据。

  4. 拆包 (packet.getData()) 处理数据。

  5. 可回复数据。

  6. 关闭 socket。

5.3 应用案例#

• 接收端A在9999端口等待，发送端B发送“hello, 明天吃火锅~”，A接收后回复“好的，明天见”。