《Java程序設計》課件-javacp13網絡編程

第十三章網絡編程

Java程序設計本章主要內容

網絡編程基本知識URL編程Socket編程UDP編程小結2024/12/24李飛——計算中心2/30網絡編程的基本知識1.TCP協(xié)議。TCP協(xié)議稱為傳輸控制協(xié)議，它的主要功能是在端點與端點之間建立持續(xù)的連接而進行通信。2.UDP協(xié)議。UDP協(xié)議稱為用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，在利用UDP傳輸時，需要將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)定義成數(shù)據(jù)報（Datagram），在數(shù)據(jù)報中指明數(shù)據(jù)所要到達的端點，然后再將數(shù)據(jù)報發(fā)送出去。3.IP協(xié)議。IP協(xié)議規(guī)定每臺連入Internet的主機必須具備一個唯一的地址，以此來識別主機在網絡中的位置。4.DNS。DNS稱為域名系統(tǒng)，把用戶難記的IP地址轉換為相對有意義的域名。域名有一定的結構，一般形式如下：主機名.組織名.組織類型名.頂級域名2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心3/35網絡編程基本知識Socket。Socket通常被稱作“套接字”，它是一個通信鏈的句柄，用于處理數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。端口。在網絡通信過程中，IP地址和端口號為應用程序提供了一種確定的地址標識，IP地址標識Internet上的計算機，而端口號表明將數(shù)據(jù)包發(fā)送給目的計算機上哪個應用程序。每個Socket都有其對應的端口號，端口號是一個16位的二進制整數(shù)，其范圍為0～65535，其中0～1023為系統(tǒng)所保留，專門用于那些通用的網絡服務服務器和客戶機。在網絡中，為其他計算機提供數(shù)據(jù)、信息或服務的計算機被稱為服務器。使用其他計算機的數(shù)據(jù)、信息或服務的計算機被稱為客戶機。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心4/35與網絡編程相關的類2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心5/35DatagramPacketDatagramSocketInetAddressInet4AddressInet6AddressServerSocketSocketURLURLConnectionHttpURLConnectionURLEncoder常見的網絡編程模式URL通信模式。利用URL類和URLConnection類進行網絡上數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出，面向應用層協(xié)議編程。Socket通信模式。利用ServerSocket和Scoket類，通過傳輸層的TCP協(xié)議，實現(xiàn)網絡上兩個節(jié)點之間的通信。Datagram通信模式。使用DatagramSocket、DatagramPacket、MulticastSocket類，面向傳輸層的UDP協(xié)議編程，實現(xiàn)通信。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心6/35URL編程URL格式協(xié)議名：//主機名[:端口號[路徑/文件名]]協(xié)議名：指明獲得資源所使用的傳輸協(xié)議，如http、ftp、file、gopher等。主機名：指文件所在的計算機的域名或IP地址，如。端口號：指提供服務的應用所提供的訪問端口，例如http服務端口默認為80，F(xiàn)TP服務的默認端口為21。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心7/35路徑/文件名：指資源在主機上的路徑和文件名組成的一個內部引用。如URL地址/2017/12/09/VIDEkA16AVXeFxGucgx7bwjw171209.shtml中的“路徑/文件名”是“/2017/12/09/VIDEkA16AVXeFxGucgx7bwjw171209.shtml”說明文件“VIDEkA16AVXeFxGucgx7bwjw171209.shtml”保存在主機根目錄下的“/2017/12/09”路徑下。在Java中我們通常把“路徑+文件名“統(tǒng)稱為文件名。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心8/35InetAddress類

InetAddress類是個抽象類，提供將主機名解析為其IP地址（或反之）的方法。InetAddress類沒有構造方法，要創(chuàng)建InetAddress類的實例對象，通?？梢允褂肐netAddress類的靜態(tài)方法來構造。如使用如下語句創(chuàng)建一個InetAddress實例。byte[]addr={118,16,92,12};InetAddressinteradd=InetAddress.getByAddress(addr);2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心9/35InteAddress類的類方法方法說明getAllByName(Stringhost)在給定主機名的情況下，根據(jù)系統(tǒng)配置的名稱服務返回其IP地址所組成的數(shù)組。getByAddress(byte[]addr)根據(jù)IP地址創(chuàng)建InetAddress對象。getByAddress(Stringhost,byte[]addr)根據(jù)主機名和IP地址創(chuàng)建InetAddress。getByName(Stringhost)根據(jù)主機確定主機的InteAddress。getLocalHost()返回本地主機的InteAddress。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心10/35InteAddress類的常用成員方法方法說明getAddress()返回此InetAddress對象的原始IP地址。getCanonicalHostName()獲取此IP地址的完全限定域名。getHostAddress()返回IP地址字符串（以文本表現(xiàn)形式）。getHostName()獲取此IP地址的主機名。getLocalHost()返回本地主機。toString()將此IP地址轉換為String。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心11/35例13.1：判定192.168.1網段中哪些計算機是活動的。import.*;importjava.io.*;publicclasseg1301{publicstaticvoidmain(String[]args)throwsUnknownHostException{ Stringip=null; for(inti=100;i<=150;i++){ ip="192.168.1."+i; try{ InetAddresshost; host=InetAddress.getByName(ip); if(host.isReachable(1000)){ Stringhostname=host.getHostName(); System.out.println("IP地址"+ip+"的主機名稱是："+hostname);

} }catch(IOExceptione){e.printStackTrace();}

}}}2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心12/35URL類URL類的常用構造方法2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心13/35方法說明URL(Stringspec)根據(jù)String表示形式創(chuàng)建URL對象。URL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile)根據(jù)協(xié)議名、主機名、端口號和文件名創(chuàng)建URL對象。URL(Stringprotocol,Stringhost,Stringfile)根據(jù)協(xié)議名稱、主機名稱和文件名稱創(chuàng)建URL。URL(URLcontext,Stringspec)通過給定的spec對指定的上下文解析創(chuàng)建URL。因為URL表示的網絡資源，在Internet上并不一定存在，所以使用URL構造方法創(chuàng)建URL對象時，除URL(Stringspec)方法外，其他的構造方法都會產生一個.MalformedURLException的異常對象，所以在使用其他構造方法時要注意對該異常的進行處理。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心14/35例采用URL(Stringspec)方法。URLurl=newURL("");采用URL(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile)方法。URLurl2=newURL("http","",80,"Pages/Gwork.html");采用URL(Stringprotocol,Stringhost,Stringfile)方法。URLurl3=newURL("http","","/pages/G.html");采用URL(URLcontext,Stringspec)方法。URLurl4=newURL(url,"/index.html?usrname=lqq#test");2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心15/35URL類的常用實例方法（例13.2）方法說明getContent()獲取URL的內容。getDefaultPort()獲取與URL關聯(lián)協(xié)議的默認端口號。getFile()獲取URL的文件名。getHost()獲取URL的主機名。getPath()獲取URL的路徑部分。getPort()獲取URL的端口號。getProtocol()獲取URL的協(xié)議名稱。getQuery()獲取URL的查詢部分。toURI()返回與URL等效的URI。toString()構造URL的字符串表示形式。openStream()打開到URL的連接并返回一個用于從該連接讀入的InputStream。openConnection()返回一個URLConnection對象，它表示到URL所引用的遠程對象的連接。openConnection(Proxyproxy)與openConnection()類似，所不同是連接通過指定的代理建立；不支持代理方式的協(xié)議處理程序將忽略該代理參數(shù)并建立正常的連接。set(Stringprotocol,Stringhost,intport,Stringfile,Stringref)設置URL的字段。protocol是協(xié)議名,host是主機名,port是端口號,file是資源文名,ref是URL中的內部引用名。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心16/35URLConnection類使用URLConnection對象的一般方法如下：1）創(chuàng)建一個URL對象。2）調用URL對象的openConnection()方法創(chuàng)建這個URL的URLConnection對象。3）配置URLConnection。4）讀首部字段。5）獲取輸入流并讀數(shù)據(jù)。6）獲取輸出流并寫數(shù)據(jù)。7）關閉連接。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心17/35URLConnection類的常用方法（例13.3）方法說明getContentType()獲取文件類型。getContentLength()獲取文件長度。getDate()獲取文件創(chuàng)建時間。getLastModified()獲取文件最后修改時間。getExpiration()獲取文件過期時間。getURL()獲取連接的URL。getContent()獲取連接的內容。getInputStream()獲取連接的輸入流getOutputStream()獲取連接的輸出流2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心18/35socket編程用Socket實現(xiàn)通信的S/C模型2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心19/35Socket構造方法創(chuàng)建未連接套接字。Socket()創(chuàng)建一個連接到指定IP地址和端口的套接字。Socket(InetAddressaddress,intport) 創(chuàng)建一個連接到指定地址上的指定端口的套接字。Socket(InetAddressaddress,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)創(chuàng)建一個指定主機和端口號的套接字。Socket(Stringhost,intport)創(chuàng)建一個指定遠程主機上的指定遠程端口的套接字。Socket(Stringhost,intport,InetAddresslocalAddr,intlocalPort)2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心20/35Socket類的常用實例方法bind(SocketAddressbindpoint)將套接字綁定到本地地址。getInetAddress()返回套接字連接的地址。getPort()返回套接字連接到的遠程端口。getLocalPort()返回套接字綁定到的本地端口。getLocalAddress()獲取套接字綁定的本地地址。getInputStream()返回套接字的輸入流。getOutputStream()返回套接字的輸出流。connect(SocketAddressendpoint)將套接字連接到服務器。connect(SocketAddressendpoint,inttimeout)將套接字連接到服務器，并指定一個超時值。close()關閉套接字。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心21/35舉例例13.4：編寫一個端口掃描器程序，探測一臺主機中開放的端口。解析：我們首先定義一個構造方法用于設置被掃描的主機，然后定義一個start()方法完成掃描操作。在start()方法中首先建立一個產生端口號的循環(huán)，在循環(huán)中為每個端口號創(chuàng)建端口對象，如果能夠成功建立，則說明這個端口開放，如果拋出異常UnknownHostException則說明本機無法識別目標主機，如果拋出異常IOException說明該端口未開放。代碼見教材例13.42024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心22/35ServerSocket類利用ServerSocket可以開發(fā)服務器程序。ServerSocket類包含了實現(xiàn)一個服務器要求的所用功能。ServerSocket類的工作流程

在指定的監(jiān)聽端口創(chuàng)建一個ServerSocket類的對象S。調用對象S的accept()方法在指定的端口監(jiān)聽到來的連接，并通過accept()獲取連接客戶端與服務器的Socket對象。調用getInputStream()方法和getOutputStream()方法獲得Socket對象的輸入流和輸出流。服務器與客戶端根據(jù)一定的協(xié)議交互數(shù)據(jù)，直到一端請求關閉連接。服務器和客戶端關閉連接。服務器回到第2步，繼續(xù)監(jiān)聽下一次的連接，而客戶端運行結束。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心23/35ServerSocket類的常用構造方法2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心24/35ServerSocket()創(chuàng)建非綁定服務器套接字。ServerSocket(intport)創(chuàng)建一個綁定到指定端口的服務器套接字。ServerSocket(intport,intbacklog)創(chuàng)建服務器套接字，將其綁定到指定的本地端口號，并指定傳入連接隊列長度為backlog。ServerSocket(intport,intbacklog,InetAddressbindAddr)創(chuàng)建服務器套接字，指定其端口、連接隊列長度backlog和綁定的服務器IP地址ServerSocket類的常用實例方法方法說明accept()偵聽并接受到此套接字的連接。bind(SocketAddressendpoint)將ServerSocket綁定到特定地址（IP地址和端口號）。bind(SocketAddressendpoint,intbacklog)設定偵聽隊列長度backlog且將ServerSocket綁定到特定地址。close()關閉套接字。getInetAddress()返回服務器套接字的本地地址。getLocalPort()返回套接字在其上偵聽的端口。getLocalSocketAddress()返回套接字綁定的端點的地址，如果尚未綁定則返回null。2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心25/35例13.6用ServerSocket實現(xiàn)時間服務器。importjava.io.*;import.*;importjava.util.*;publicclasseg13_6implementsRunnable{ intport; publiceg13_6(){ this(37);//設置時間服務器端口 } publiceg13_6(intport){ this.port=port; }2024/12/24李飛——東北大學秦皇島分校計算中心26/35publicvoidrun(){ try{

//創(chuàng)建服務器套接字 ServerSocketserver=newServerSocket(port); while(true){//輪流處理多個客戶端請求 Socketconn=null; try{conn=server.accept();//等待客戶端請求

Datenow=newDate();//生成系統(tǒng)時間

longnetTime=now.getTime()/1000+2208988800L;

byte[]time=newbyte[4];

for(inti=0;i<4;i++){

time[3-i]=(byte)(netTime&0x00000000000000FFL);

netTime>>=8; }//獲取套接