1、第十一章 网络编程,11.1 网络编程的相关概念 11.2 Java对网络编程的支持 11.3 URL及应用 11.4 InetAddress及应用 11.5 使用TCP协议的Socket编程 11.6 数据报通信(UDP),1、TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol),11.1 网络编程的相关概念,协议族，包括TCP、IP、 UDP（User Datagram Protocol） ICMP（Internet Control Message Protocol）等。 TCP/IP采用4层结构，如图。 每一层都使用它的下一层所
2、提供的网络服务来完成自己的需求。 各层说明见下页。,应用层: 是应用程序间沟通的层，该层向用户提供常用的应用程序。主要协议：ftp，http，smtp，pop3，telnet等。 传输层：提供了结点间的数据传送服务，主要协议：TCP、（UDP），TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，该层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收。 网络层/IP层: 负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机（但不检查是否被正确接收），主要协议：IP,ICMP,ARP等。 网络接口层：定义如何使用实际网络（如Ethernet、Serial Line等）来传送数据。主要包括各
3、种逻辑链路控制及介质访问协议，如PPP, HDLC等。,11.1 网络编程的相关概念,2、Socket套接字：是指两个程序之间进行双向数据传输的网络通讯端点。通常用Socket实现客户方和服务方的连接。客户程序向Socket写请求，服务器将处理此请求，然后通过Socket将结果返回给用户。IP地址+网络端口号（port）， Port: 16位，1023,11.1 网络编程的相关概念,包中的主要的类和可能产生的例外包括：面向应用层的类：URL、URLConnection面向传输层/IP层的类： TCP协议相关类：Socket、ServerSocket UDP协议相关类：DatagramPacke
4、t、DatagramSocket、MulticastSocket表示IP 地址的类： InetAddress 可能产生的异常： BindException、ConnectException、 MalformedURLException、NoRouteToHostException、ProtocolException、SocketException、 UnknownHostException、UnknownServiceException,11.2 Java对网络编程的支持,11.3 URL及应用,1、 URL（Uniform Resource Locator）表示Internet上某一资源的地
5、址。资源包括HTML文件、图象文件、声音文件、动画文件等。浏览器通过解析给定的URL可以在网络上查找相应的文件或网络资源。URL的语法格式如下：:/dir/filename说明：protocol：定义传输协议，如http、ftp、file等。hostname：主机域名或IP地址；port：服务端口号；dir和filename：分别为服务器上的目录和文件名。 如：http:/ 在包中，提供URL类进行网络编程。1) 构造方法:public URL(String spec) public URL(URL context, String spec) public URL(String protoco
6、l, String host, String file) public URL(String protocol, String host, int port, String file) 具体的构造实例：URL url1 = new URL(“http:/ URL base = new URL(“http:/”); URL url2 = new URL(base, “mywork1.html”); URL url4 = new URL(“http”, “”,“/lyw/test.html”); URL url5 = new URL(“http”, “”, 8080, “/java/network
7、.html”);,11.3 URL及应用,注意: 当创建URL时发生错误，系统产生例外MalformedURLException，需在程序中捕获处理。URL url1,url2,url3; tryurl1 = new URL(“file:/D:/image/example.gif”);url2 = new URL(“http:/ = new URL(url2, “test.gif”); catch(MalformedURLException e) DisplayErrorMessage(); ,11.3 URL及应用,2) URL的常用方法: public String getProtocol
8、()：获取该URL的协议名 public String getHost() ：获取该URL的主机名 public String getPort() ：获取该URL的端口号 public String getPath() ：获取该URL的文件路径 public String getFile() ：获取该URL的文件名 public String getRef() ：获取该URL的引用部分(锚点) Public final InputStream openStream() ; 获取输入流（IO异常） 举例: Li11_01.java,11.3 URL及应用,锚点是网页中的一个位置 该超链接指向锚点
9、位置 它可以是本页的，也可以是其他网页的， 表示跳到其他网页的锚点,11.3 URL及应用,3) 获取网络上其他结点的图像： Li11_02.java 获取本地图像并显示。 import java.applet.*; import java.awt.*; public class Li11_02 extends AppletImage image;public void init() image=getImage(getDocumentBase(),“imagewu.gif“); public void paint(Graphics g) g.drawImage(image, 0, 0,thi
10、s); ,跟踪图像下载情况的类对象,11.3 URL及应用,3) 获取网络上其他结点的图像： Java提供方法：getImage(new URL(url)String url = “结点URL“;Image image;try image = getImage(new URL(url);catch(Exception e)System.out.println(“不能打开这个URL地址 “); 例Li11_04.java：调用http:/xzsd.8866.org/java/automain.jpg结点的图像,11.3 URL及应用,3)* 获取网络上其他结点的声音文件：,获取本地声音：直接使用
11、Applet类中的play(URL url)方法。例：Li10_01.java 获取网络结点声音文件，两种方法：第一种：利用play(URL1,String1) 直接播放第二种：通过getAudioClip(URL, String)先从网络上获取声音文件，并生成AudioClip 类型的对象，然后对该对象进行操作（play(),loop(),stop()）。 例：Li11_06.java,1、 InetAddress类该类对象含有一个Internet主机地址的域名和IP地址。如： InetAddress类无构造函数，通常用它的静态方法来获取对象： public static InetAddre
12、ss getByName(String host) host：主机地址的域名或IP地址。 public static InetAddress getLocalHost() 注意：该方法通常会产生UnknownHostException例外。InetAddress类的主要方法： public String getHostAddress()：获得本对象的IP地址 public String getHostName()： 获得本对象的主机名。 2、 InetAddress类的应用： DomainName.java / 根据域名自动到DNS上查找IP地址,获取本机IP.,11.4 InetAddres
13、s及应用,1、概述Java提供Socket和ServerSocket类作为标准的TCP套接字编程技术，通过它们实现主机与主机之间(应用程序间)的对话。位于：包中。使用Socket进行C/S程序设计的一般连接过程：Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求， Client端向Server端发出Connect(连接)请求，Server端向Client端发回Accept（接受）消息。连接建立后，Server端和Client端都可以通过套接字类提供的一些方法与对方通信。,11.5 使用TCP协议的Socket编程,2、Socket类的构造方法： public Socket(String
14、host, int port) public Socket(InetAddress address, int port) public Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)/在指定的机器上的指定端口上运行 上述方法都将抛出例外IOException，程序中需要捕获处理。,11.5 使用TCP协议的Socket编程,3、Socket的常见方法：/Socket的输入/输出流管理；抛出例外IOException。 public InputStream getInputStream() public vo
15、id shutdownInput() public OutputStream getOutputStream() public void shutdownOutput()/关闭Socketpublic void close() throws IOException/设置/获取Socket数据： public InetAddress getInetAddress() 返回此套接字链接的地址对象 public InetAddress getLocalAddress() 返回此套接字本地的地址对象 public int getPort() 返回此套接字链接地址的端口上述方法都将抛出例外SocketE
16、xception，程序中需要捕获处理。,11.5 使用TCP协议的Socket编程,4、ServerSocket类 构造方法： public ServerSocket(int port) public ServerSocket(int port, int backlog) /支持指定数目的连接 public ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)/在指定的机器上运行 主要方法 public Socket accept()：等待客户端的连接 public void close()：关闭Socket设置/获取Socket数
17、据的方法 public InetAddress getInetAddress() public int getLocalPort()，,11.5 使用TCP协议的Socket编程,5、Socket通信程序基本结构都一样，包括以下四个基本步骤： 1、在客户方和服务器方创建Socket/ServerSocket实例。 2、打开连接到Socket的输入/输出流。 3、利用输入/输出流，按照一定的协议对Socket进行读/写操作。 4、关闭输入/输出流和Socket。通常，程序员的主要工作是针对所要完成的功能在第3步进行编程，第1、2、4步对所有的通信程序来说几乎都是一样的。,11.5 使用TCP协议
18、的Socket编程,11.5 使用TCP协议的Socket编程,6、程序实现1)建立Socket 在客户端： trySocket client = new Socket(host, 4444); catch(IOException e) 在服务器端： tryServerSocket server = new ServerSocket(4444); catch(IOException e) Socket socket = null; trysocket = server.accept(); /等待客户端连接 catch(IOException e),11.5 使用TCP协议的Socket编程,B
19、ufferedReader aa = new BufferedReader(new InputStreamReader( socket.getInputStream() ) ); PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream();,2) 在客户端和服务器端同时打开输入/输出流类Socket提供了方法getInputStream()和getOutputStream()来得到Socket对应的输入/输出流以进行数据读写（传输）操作，它们分别返回InputStream对象和OutputStream对象。为了便于读写数据，应在返回的输入/输
20、出流对象上建立过滤流，如DataInputStram/DataOutputStram、BufferedInputStream/ BufferedOutputStream、PrintStream；InputStreamReader/ OutputStreamWriter、BufferedReader/ BufferedWriter、PrintWriter等。,11.5 使用TCP协议的Socket编程,3）关闭输入/输出流和Socket在客户端和服务器端分别关闭输入/输出流和Socket：先关闭所有相关的输入/输出流，再关闭Socket。举例：一对一C/S通讯程序的实现。Li11_09S.jav
21、a Li11_09C.java,11.5 使用TCP协议的Socket编程,7、一对多C/S通讯程序的实现。解决方案一：在一台计算机上一次启动多个服务器程序，只要端口号不同。 myserver1 myclient1 myserver2myclient2,11.5 使用TCP协议的Socket编程,解决方案二：将服务器写成多线程的，不同的处理线程为不同的客户服务。主线程只负责循环等待，处理线程负责网络连接，接收客户输入的信息。 /主线程 while (true) accept a connection ;create a thread to deal with the client ; end
22、while,11.5 使用TCP协议的Socket编程,serverSocket = new ServerSocket(4444); while (listening) Socket socket;socket = serverSocket.accept(); /程序将在此等候客户端的连接clientNumber+; /记录客户数目new ServerThread (socket, clientNumber).start(); /创建一个新线程处理此客户请求 serverSocket.close();,class ServerThread extends Thread public Serve
23、rThread(Socket socket, int clientNumber)this.socket = socket;this.clientNumber = clientNumber;public void run() 举例：MultiThreadServer.java Client1.java,11.5 使用TCP协议的Socket编程,一、概述UDP通信是一种无连接的数据报通信。使用该协议，两个程序进行通信时不用建立连接；数据以独立的包为单位发送，包的容量限定在64KB以内；每个数据报需要有完整的收/发地址，可以随时进行收/发数据报，但不保证传送顺序和内容准确；数据报可能会被丢失、延误
24、等。UDP通信是不可靠的通信，但通信速度较快，常常被应用在某些要求实时交互，准确性要求不高，但传输速度要求较高的场合（如视频会议系统等）。Java中，基于UDP协议实现网络通信的类有三个：用于表示通信数据的数据报类：DatagramPacket用于进行端到端通信的类：DatagramSocket用于广播通信的类：MulticastSocket。,11.6 数据报通讯(UDP),二、基于UDP通信的基本模式 将数据打包，发往目的地 接受别人发来的数据包，察看数据包内容,11.6 数据报通讯(UDP),1、发送数据包 1）用DatagramPacket类将数据打包,即创建数据包对象。 Datagr
25、amPacket(byte data, int length, InetAddtress address,int port)Address: 目标主机地址 Port:目标主机端口 如：byte data=“近来好吗”.getByte();InetAddress address=inetAddress.getByname();DatagramPacket data_pack=new DatagramPacket(data,data.length,address,980); 注： data_pack常用方法：Public int getPort(); public InetAddress getA
26、ddress(); Public byte getData();,11.6 数据报通讯(UDP),2）用DatagramSocket类的构造方法DatagramSocket()创建一个对象，该对象负责发送数据包。例： DatagramSocket mail_out=new DatagramSocket(); Mail_out.send(data_pack); 2、接收数据DatagramSocket mail_in=new DatagramSocket(int port); 注意：mail_in的主要方法： Receive(DatagramPacket pack) /接收数据包给pack, 例
27、如： DatagramPacket pack=new DatagramPacket(data,length) Mail_in.receive(pack); 举例: Shanghai,Beijing ； 上机:P381 13 15,*6、数据报通信广播通信,DatagramSocket只允许数据报发往一个目的地址。类包中提供了类MulticastSocket，允许将数据报以广播的方式发送到某个端口的所有客户。类MulticastSocket是在客户端（接收端）使用，监听服务器端广播来的数据；而服务器端仍然使用DatagramSocket来发送数据，只是发送的数据报的目的地址有所变化。,类Mult
28、icastSocket：从DatagramSocket继承而来构造方法 public MulticastSocket() public MulticastSocket(int port) ：在指定的端口通信 这两个方法都将抛出例外IOException，程序中需要捕获处理。主要方法 public void joinGroup(InetAddress mcastaddr)：加入一个广播组 public void leaveGroup(InetAddress mcastaddr)：离开一个广播组 public void setTimeToLive(int ttl)：指定数据报离开时间 public
29、 void send(DatagramPacket p, byte ttl)：在指定的时间内将数据报发送出去 这四个方法都将抛出例外IOException，程序中需要捕获处理。继承DatagramSocket的方法 public void receive(DatagramPacket p)：接收数据 public void send(DatagramPacket p)：发送数据 public void connect(InetAddress address, int port)：与指定的机器通信 public void disconnect()：关闭指定的连接 public void clos
30、e()：关闭Socket,* 6、数据报通信广播通信,* 6、数据报通信广播通信,MulticastSocket socket = new MulticastSocket(4446); InetAddress group = InetAddress.getByName(“230.0.0.1“); socket.joinGroup(group); /receive datagram socket.leaveGroup(group); socket.close();,InetAddress group = InetAddress.getByName(“230.0.0.1“); DatagramPa
31、cket packet = new DatagramPacket(buf, buf.length, group, 4446); socket.send(packet);,客户端,服务器端,广播组的IP地址是一类特殊的IP地址，它们没有分配给网上的硬件资源使用，而是专门保留下来作为广播通信使用的（就像127.0.0.1是专门用来描述本机IP一样）。这一类地址的范围是从224.0.0.0到239.255.255.255，其中地址 224.0.0.0又被保留不能被一般应用程序所使用。当前，广播通信只能在应用程序中使用，不能在Applet中使用。,* 6、数据报通信广播通信,许多防火墙和路由器可以配置为不允许UDP数据报进入。因此，如果想在这种环境下提供UDP网络服务，就需要请求系统管理员重新配置防火墙和路由器，以允许UDP数据报进入。,* 6、数据报通信,
