Java網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)-2

第1章Java網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)Java與網(wǎng)絡(luò)通信An

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PrograSmSmymsitnegm1.1網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概念網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)機(jī)器稱為節(jié)點(diǎn)（node）。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)主機(jī)都有地址。網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)之間通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行交流。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)內(nèi)主機(jī)之間通信時(shí)必須遵守的規(guī)則和約定。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是分層的，不同層具有各自不同的協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)通信三要素進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)的地址：IP地址進(jìn)行通信的計(jì)算機(jī)的規(guī)則：TCP協(xié)議,UDP協(xié)議等通信應(yīng)用程序所在通信端口An

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PrograSmSmymsitnegm1.1.1

TCP/IP參考模型與OSI比較TCP/IP參考模型實(shí)際的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OSI比較：國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)模型An

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PrograSmSmymsitnegm1.1.2

TCP/IP參考模型及協(xié)議TCPUDP用戶進(jìn)程用戶進(jìn)程用戶進(jìn)程用戶進(jìn)程ICMPIPIGMPARP硬件接口RARP媒介An

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PrograSmSmymsitnegm傳輸層應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層1.1.2

TCP/IP參考模型及協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口層為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)層提供訪問接口，使其能夠傳遞IP數(shù)據(jù)包。網(wǎng)際層（IP協(xié)議）是整個(gè)參考模型的核心。功能是把IP數(shù)據(jù)包發(fā)送到目標(biāo)主機(jī)。An

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PrograSmSmymsitnegm具備連接異構(gòu)網(wǎng)的功能。采用IP（Internet

Protocol）協(xié)議，規(guī)定數(shù)據(jù)包的格式及為數(shù)據(jù)包尋找路由的流程。傳輸層（TCP和UDP協(xié)議）功能是使源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)上的進(jìn)程可以進(jìn)行會(huì)話。TCP（TransmissionControlProtocol）協(xié)議：傳輸控制協(xié)議，是一種面向連接的，可靠的協(xié)議。應(yīng)用層的大多數(shù)協(xié)議都建立在TCP協(xié)議的基礎(chǔ)上。UDP（User

DatagramProtocol）協(xié)議：用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議，是一種無連接的，不可靠的協(xié)議。主要適用于不需要對(duì)報(bào)文進(jìn)行排序和流量控制的場(chǎng)合。1.1.2

TCP/IP參考模型及協(xié)議應(yīng)用層（基于TCP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議）HTTP（Hyper

Text

Transfer

Protocol）協(xié)議：超文本傳輸協(xié)議FTP（Files

Transfer

Protocol）協(xié)議：文件傳輸協(xié)議POP3（Post

Office

Protocol-3）協(xié)議：郵局協(xié)議SMTP（Simple

Mail

Transfer

Protocol）協(xié)議

IMAP4（InternetMessage

AccessProtocol-4）協(xié)議：消息訪問協(xié)議允許用戶訪問和操縱遠(yuǎn)程程序器上的郵件和郵件文件夾。應(yīng)用層（基于UDP協(xié)議的應(yīng)用層協(xié)議）

SNMP（Simple

Network

Management

Protocol）協(xié)議：簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，為管理本地和遠(yuǎn)程的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)化途徑。DNS（Domain

Name

System）協(xié)議：域名系統(tǒng)協(xié)議，把主機(jī)的域名轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的IP地址。An

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PrograSmSmymsitnegm1.1.3TCP、UDP協(xié)議１．傳輸控制協(xié)議TCP傳輸控制協(xié)議（Transmission

Control

Protocol,TCP）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的運(yùn)輸層通信協(xié)

議。傳輸控制協(xié)議不管實(shí)際消息邊界是否存在?！CP提供全雙工服務(wù)，即數(shù)據(jù)可在同一時(shí)間雙向流動(dòng)。在兩個(gè)應(yīng)用程序彼此連接之后，它們都可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。TCP連接可以從應(yīng)用程序A向B發(fā)送數(shù)據(jù)，而在同一時(shí)間還可以從B向A發(fā)送數(shù)據(jù)。An

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PrograSmSmymsitnegm1.1.3TCP、UDP協(xié)議２．用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User

Datagram

Protoco,UDP)是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向數(shù)據(jù)報(bào)的傳輸層(transportlayer)協(xié)議，協(xié)議以消息為單位在網(wǎng)上傳送數(shù)據(jù)，在發(fā)送端，消息一條一條地發(fā)送，在接收端，也只能一條一條地接收，每一條消息是獨(dú)立的，消息之間存在著邊界?！DP在傳送數(shù)據(jù)之前不需要先建立連接。對(duì)方的傳輸層在收到UDP報(bào)文后，不需要給出任何確認(rèn)。雖然UDP不提供可靠交付，但在某些情況下UDP是一種最有效的工作方式。An

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PrograSmSmymsitnegm1.1.4IP地址與域名An

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IP地址就是標(biāo)識(shí)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)地址。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部它由四個(gè)字節(jié)的32位的二進(jìn)制數(shù)組成，

為了方便,在外部使用時(shí)采用以小數(shù)點(diǎn)“.”分隔的四組十進(jìn)制數(shù)表示。比如6等，所以IP地址的每一組數(shù)字都不能超過255。每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的IP地址是唯一的。(ipv4,ipv46)

由于IP地址含義不明確且不太方便記憶，在實(shí)際應(yīng)用中大多使用主機(jī)名（有的也稱域名），如

就比較明確，一看該網(wǎng)址就知道它是中央電視臺(tái)的網(wǎng)址。主機(jī)名是和IP地址是一一對(duì)應(yīng)的，通過DNS（域名服務(wù)器）解析可以由主

機(jī)名獲得計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址，因?yàn)閷?duì)計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備而言只有IP地址才是有效的標(biāo)識(shí)符。1.1.5端口號(hào)An

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DatabaseSystem一臺(tái)機(jī)器只通過一條鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)上，但一臺(tái)機(jī)器中往往有很多應(yīng)用程序需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，如何區(qū)分呢？這就要靠網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)（port）了。端口號(hào)是一個(gè)標(biāo)記機(jī)器的邏輯通信信道的正整數(shù)，端口號(hào)不是物理實(shí)體。端口是一種抽象的軟件結(jié)

構(gòu)(包括一些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和I/O緩沖區(qū))。應(yīng)用程序通

過系統(tǒng)調(diào)用與某端口建立連接后，傳輸層傳給該端口的數(shù)據(jù)都被相應(yīng)的進(jìn)程（應(yīng)用程序）所接收，相應(yīng)進(jìn)程發(fā)給傳輸層的數(shù)據(jù)都通過該端口輸出。1.1.5端口號(hào)System

端口用一個(gè)整數(shù)型標(biāo)識(shí)符來表示，即端口號(hào)。端口號(hào)跟協(xié)議相關(guān)，TCP/IP傳輸層的兩個(gè)協(xié)

議TCP和UDP是完全獨(dú)立的兩個(gè)軟件模塊，因

此各自的端口號(hào)也相互獨(dú)立。也就是說，基

于TCP和UDP協(xié)議的不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，它

們可以擁有相同的端口號(hào)。端口使用一個(gè)16位的數(shù)字來表示，它的范圍是(0～65535),1024以下的端口號(hào)保留給預(yù)定義的服務(wù)。例如:http使用80端口。我們?cè)诰帉懢W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序時(shí)，要為程序指定1024以上的端口號(hào)。An

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Database表1.1一些典型的應(yīng)用層協(xié)議分配到的保留端口FTPTCP的保留端口21DNSUDP的保留端口53HTTP80TFTP69SMTP25SNMP161POP3110……其余的端口號(hào)，1024-65535，稱為自由端口號(hào)，采System用本地分配，又稱為動(dòng)態(tài)分配的方法。An

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Database總之，TCP或UDP端口的分配規(guī)則是：端口0：不使用，或者作為特殊的使用；

端口1-255：保留給特定的服務(wù)，TCP和UDP均規(guī)定，小于256的端口號(hào)才能分配給網(wǎng)上著名的服務(wù)；端口256-1023：保留給其他的服務(wù)，如路由；端口1024-4999：可以用作任意客戶的端口；端口5000-65535：可以用作用戶的服務(wù)器端口。An

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DatabaseSystem1.2網(wǎng)絡(luò)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)An

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DatabaseSystem客戶機(jī)/服務(wù)器模型模型Internet和大多數(shù)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序都采用客戶/服務(wù)器模型，這種分布式架構(gòu)是幾乎所有用戶同Internet交互的基礎(chǔ)?？蛻舳讼蚍?wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器通過執(zhí)行操作（如將信息發(fā)回客戶端）做出響應(yīng)，這就是客戶/服務(wù)器模型的重要特征。

客戶-服務(wù)器模式描述的是進(jìn)程之間的服務(wù)和被服務(wù)的關(guān)系。在這種模式下，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)由兩部分組成：客戶（Client）和服務(wù)器（Server）?？蛻羰侵鹘蟹剑?wù)器是被叫方。

客戶與服務(wù)器的通信關(guān)系一旦建立，通信就可以是雙向的，客戶和服務(wù)器都可以發(fā)送和接收信息。1.2.1客戶機(jī)/服務(wù)器模型模型An

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DatabaseSystem1、客戶程序與客戶機(jī)2、服務(wù)器程序與服務(wù)器。1.3.2套接字（SOCKET）An

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套接字應(yīng)用程序編程接口是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧進(jìn)行通信時(shí)所使用的接口，即應(yīng)用程序與協(xié)議棧軟件之間的接口，簡(jiǎn)稱套接字編程接口(Socket

API)。

它定義了應(yīng)用程序與協(xié)議棧軟件進(jìn)行交互時(shí)可以使用的一組操作，決定了應(yīng)用程序使用協(xié)議棧的方式、應(yīng)用程序所能實(shí)現(xiàn)的功能、以及開發(fā)具有這些功能的程序的難度。應(yīng)用進(jìn)程、套接口、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧及操作系統(tǒng)的關(guān)系A(chǔ)n

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DatabaseSystem1.3

Java語(yǔ)言與網(wǎng)絡(luò)通信An

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DatabaseSystemJava語(yǔ)言是Internet上最熱門的編程語(yǔ)言，java語(yǔ)言是Internet上的世界語(yǔ)，在Java語(yǔ)言中，與網(wǎng)絡(luò)編程有關(guān)的基本API位于

包中，提供網(wǎng)絡(luò)功能的類和接口主要分為三種：①套接字Socket：直接在程序中實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊②WEB的編程接口。③URL（Uniform

Resource

Locators，統(tǒng)一資源定位器）：屬于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的高級(jí)應(yīng)用。通過指定的URL對(duì)象，能夠很容易地確定網(wǎng)絡(luò)資源的位置；使用這種方式，Java程序可以直接讀取或傳送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)中。其對(duì)Socket編程進(jìn)行了封裝。包中的主要的類UnknownServiceExceptionAn

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DatabaseSystem面向IP層的類：InetAddress面向應(yīng)用層的類：URL、URLConnection面向網(wǎng)絡(luò)層的類：TCP協(xié)議相關(guān)類：Socket、ServerSocket

UDP協(xié)議相關(guān)類：DatagramPacket、DatagramSocket、MulticastSocket可能產(chǎn)生的例外：

BindException、ConnectExc