2018-08-23 工作日志

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网络编程

Java网络编程

OSI七层与TCP/IP网络架构

五层协议只是OSI和TCP/IP的综合，是业界产生出来的非官方协议模型，实际应用还是TCP/IP的四层结构

OSI七层和TCP/IP四层的关系

1. OSI引入了服务、接口、协议、分层的概念，TCP/IP借鉴了OSI的这些概念建立TCP/IP模型。
2. OSI先有模型，后有协议，先有标准，后进行实践；而TCP/IP则相反，先有协议和应用再提出了模型，且是参照的OSI模型。
3. OSI是一种理论下的模型，而TCP/IP已被广泛使用，成为网络互联事实上的标准。

TCP：transmission control protocol 传输控制协议
UDP：user data protocol 用户数据报协议

OSI的基本概念

OSI是Open System Interconnect的缩写，意为开放式系统互联。
OSI七层参考模型的各个层次的划分遵循下列原则：

1）根据不同层次的抽象分层
2）每层应当有一个定义明确的功能
3）每层功能的选择应该有助于制定网络协议的国际标准。
4)各层边界的选择应尽量节省跨过接口的通信量。
5)层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多，否则体系结构会过于庞大
6)同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
7)同一节点内相邻层之间通过接口(可以是逻辑接口)进行通信。
8)七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并且向其上层提供服务。
9)不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

层次特征：
物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。

数据链路层的主要功能是：通过各种控制协议【介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）】，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

网络层主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。
寻址、交换、路由算法、连接服务

传输层的主要任务是：向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。
传输连接管理、处理传输差错、监控服务质量

会话层，会话管理、会话流量控制、寻址、出错控制。

表示层的主要功能是“处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。
数据格式处理、数据的编码、压缩和解压缩、数据的加密和解密

应用层功能是直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。
提供用户接口、实现各种服务

1)第七至第四层(应用层->表示层->会话层->传输层)处理数据源和数据目的地之间的端到端通信，
2)第三至第一层（网络层->数据链路层->物理层）处理网络设备间的通信。

TCP/IP层次模型共分为四层：应用层->传输层->网络层->数据链路层(网络接口层)

OSI网络与TCP/IP网络的主要区别如下：

1）TCP/IP协议中的应用层处理OSI模型中的第五层、第六层和第七层的功能。
2）TCP/IP协议中的传输层并不能总是保证在传输层可靠地传输数据包，而OSI模型可以做到。
3) TCP/IP协议还提供一项名为UDP(用户数据报协议)的选择。UDP不能保证可靠的数据包传输。

开放系统互连参考模型

套接字

端口号和IP地址组合得出一个网络套接字。
不同的进程有不同的端口号。
TCP 三次握手和四次挥手

2018-08-24 星期五上午————InetAddress和Socket

InetAddress

package com.nl.sx823.networkprogram;
/**
 * Created with IntelliJ IDEA 2018.
 * Description:这个类表示互联网协议(IP)地址
 * 方法：
 * 1 static InetAddress getByAddress(byte[] addr) 在给定原始 IP 地址的情况下，返回 InetAddress 对象。
 * 2 static InetAddress getByAddress(String host, byte[] addr) 根据提供的主机名和 IP 地址创建 InetAddress。
 * 3 static InetAddress getByName(String host) 在给定主机名的情况下确定主机的 IP 地址。
 * 4 String getHostAddress()  返回 IP 地址字符串（以文本表现形式）。
 * 5 String getHostName()   获取此 IP 地址的主机名。
 * 6 static InetAddress getLocalHost() 返回本地主机。
 * 7 String toString() 将此 IP 地址转换为 String。
 *
 * @author: 黄昭鸿
 * @date: 2018-08-23
 * Time: 17:53
 */
import java.net.InetAddress;
public class InetAddressDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取本机的IP
        InetAddress inet=InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(inet);
        //获取主机名称
        System.out.println(inet.getHostName());
        //获取当前主机IP
        System.out.println(inet.getHostAddress());
        InetAddress inet1=InetAddress.getByName("fanyi.baidu.com");
        System.out.println(inet1.getHostName());
        System.out.println(inet1.getHostAddress());
    }
}

Socket

服务器端

package com.nl.sx823.networkprogram.socket;
import cn.hutool.core.util.NetUtil;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.net.SocketTimeoutException;
/**
 * Created with IntelliJ IDEA 2018.
 * Description:Socket服务器
 * java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ，而 服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。
 *
 * @author: 黄昭鸿
 * @date: 2018-08-24
 * Time: 10:30
 */
public class GreetingServer extends Thread {
    private ServerSocket serverSocket;
    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            try {
                System.out.println("等待远程连接，端口号为：" + serverSocket.getLocalPort() + "...");
                System.out.println();
                Socket server = serverSocket.accept();
                System.out.println("远程客户端地址：" + server.getRemoteSocketAddress());
                DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream());
                System.out.println("收到客户端信息：" + in.readUTF());
                DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream());
                out.writeUTF("蟹蟹连接我：" + server.getLocalSocketAddress() + "，ヾ(￣▽￣)Bye~Bye~!");
                System.out.println();
                in.close();
                out.close();
                server.close();
            } catch (SocketTimeoutException s) {
                System.out.println("Socket timed out!");
                break;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                break;
            }
        }
    }
    private GreetingServer(int port) throws IOException {
        serverSocket = new ServerSocket(port);
        //通过指定超时值启用/禁用 SO_TIMEOUT，以毫秒为单位。
        serverSocket.setSoTimeout(3600000);
    }
    public static void main(String[] args) {
        //int port = Integer.parseInt(args[0]);
        try {
            //检测本地端口可用性
            if (NetUtil.isUsableLocalPort(9090)) {
                //Thread t = new GreetingServer(port);
                Thread t = new GreetingServer(9090);
                t.run();
            }else {
                System.out.println("端口已被占用");
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

客户端

package com.nl.sx823.networkprogram.socket;
import java.io.*;
import java.net.Socket;
/**
 * Created with IntelliJ IDEA 2018.
 * Description:Socket客户端
 * java.net.Socket 类代表客户端和服务器都用来互相沟通的套接字。客户端要获取一个 Socket 对象通过实例化 ，而 服务器获得一个 Socket 对象则通过 accept() 方法的返回值。
 * 不同的进程有不同的端口号
 * @author: 黄昭鸿
 * @date: 2018-08-24
 * Time: 10:28
 */
public class GreetingClient {
    public static void main(String[] args) {
        //String serverName = args[0];
        String serverName = "localhost";
        //int port = Integer.parseInt(args[1]);
        int port = Integer.parseInt("9090");
        try {
            System.out.println("连接到远程主机：" + serverName + " ，端口号：" + port);
            Socket client = new Socket(serverName, port);
            System.out.println("远程主机地址：" + client.getRemoteSocketAddress());
            OutputStream outToServer = client.getOutputStream();
            DataOutputStream out = new DataOutputStream(outToServer);
            out.writeUTF("我是客户端的消息(客户端地址： " + client.getLocalSocketAddress()+")");
            InputStream inFromServer = client.getInputStream();
            DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
            System.out.println();
            System.out.println("服务器响应： " + in.readUTF());
            outToServer.close();
            out.close();
            inFromServer.close();
            in.close();
            client.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}