第九章Java网络.

Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社1第9章网络通信Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社2主要内容9.1网络编程的基础知识9.2基于TCP协议网络程序设计9.3基于UDP协议网络程序设计9.4JApplet编程9.5基于分布模式的云计算系统Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社39.1网络编程的基础知识9.1.1IP地址和端口号9.1.2套接字Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社49.1.1IP地址和端口号1、IP地址网络中的每台计算机都必须有一个惟一的IP地址作为标识，这个数通常写作一组由“.”号分隔的十进制数。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社59.1.1IP地址和端口号在Java.net包中，IP地址由一个称作InetAddress的特殊的类来描述。这个类提供了三个用来获得一个InetAddress类的实例的静态方法。这三个方法是：getLocalHost()返回一个本地主机的IP地址。getByName(Stringhost)返回对应于指定主机的IP地址。getAllByName(Stringhost)对于某个主机有多个IP地址（多宿主机）可用于得到一个IP地址数组。此外，对一个InetAddress的实例可以使用：getAddress()获得一个用字节数组形式表示的IP地址。getHostName()作反向查询，获得对应于某个IP地址的主机名。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社6【例9-1】通过域名查找IP地址。核心语句：try{InetAddresszsm_address;zsm_address=InetAddress.getByName();str=思维论坛的IP地址为：+zsm_address.toString();}catch(UnknownHostExceptione){str=无法找到思维论坛;}Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社7【例9-2】查找本机IP地址。核心语句：try{InetAddresshost_address；host_address=InetAddress.getLocalHost();str=本机的IP地址为：+host_address.toString();}catch(UnknownHostExceptione){str=本机没有安装网卡，无法找到IP。;}Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社89.1.1IP地址和端口号2、端口我们用“端口号”来标识正在计算机上运行的进程（程序）。每个被发送的网络数据包也都包含有“端口号”，，用于将该数据帧交给具有相同端口号的应用程序来处理。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社99.1.1IP地址和端口号2、端口端口号是一个整数，其取值范围为0～65535之间。由于同一台计算机上不能同时运行两个有相同端口号的进程。通常0～1023间的端口号作为保留端口号，用于一些网络系统服务和应用，用户的普通网络应用程序应该使用1024以后的端口号，从而避免端口号冲突。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社109.1.1IP地址和端口号3、TCP与UDP协议在网络中，有两个常用的协议，它们是“传输控制协议”(TransmissionControlProtocol，简称TCP)和“用户数据报协议”(UserDatagramProtocol，简称：UDP)。TCP是面向连接的通信协议，TCP提供两台计算机之间的可靠无差错的数据传输。UDP是无连接通信协议，UDP不保证可靠数据的传输。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社119.1.2套接字1、什么是套接字在TCP/IP通信协议中，套接字（Socket）就是IP地址与端口号的组合。如图所示，IP地址193.14.26.7与端口号13组成一个套接字。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社129.1.2套接字1、什么是套接字网络通信，准确地说，不能仅说成是两台计算机之间在通信，而是两台计算机上执行的网络应用程序（进程）之间在收发数据。当两个网络程序需要通信时，它们可以通过使用Socket类建立套接字连接。我们把呼叫方称为“客户端”，负责监听的一方称为“服务器端”。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社139.1.2套接字2、客户端建立套接字Socket对象在客户端使用socket类，建立向指定服务器IP和端口号连接的套接字,其构造方法是:Socket(host_IP,prot);其中host_IP是服务器的IP地址，prot是一个端口号。Socket主要方法有：getInputStream()：获得一个输入流，读取从网络线路上传送来的数据信息。getOutputStream()：获得一个输出流，用这个输出流将数据信息写入到网络“线路”上。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社149.1.2套接字3、服务器端建立套接字Socket对象在服务器端用ServerSocket类创建服务器Socket，ServerSocket类的构造方法为：ServerSocket(intport);创建ServerSocket实例是不需要指定IP地址的，ServerSocket总是处于监听本机端口的状态。ServerSocket类的主要方法：Socketaccept();该方法用于在服务器端的指定端口监听客户机发起的连接请求，并与之连接,其返回值为Socket对象。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社159.2基于TCP协议网络程序设计9.2.1客户机/服务器模式9.2.2同时服务于多个客户的解决方案Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社169.2.1客户机/服务器模式利用Socket方式进行数据通信与传输，大致有如下步骤：（1）创建服务器端ServerSocket，设置建立连接的端口号。（2）创建客户端Socket对象，设置绑定的主机名称或IP地址，指定连接端口号。（3）客户机Socket发起连接请求。（4）建立连接。（5）取得InputStream和OutputStream。（6）利用InputStream和OutputStream进行数据传输。（7）关闭Socket和ServerSocket。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社17Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社18【例9-3】远程数据通信示例，本例由客户端程序和服务器程序两部分组成。（1）客户端程序（2）服务器端程序Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社199.2.2同时服务于多个客户的解决方案1、启动多个服务程序我们可以在服务器端启动多个服务程序，等待客户机的连接请求，每个服务程序处理一个客户机数据，它们只是监听的端口号不同。显然，这个方案耗用资源太多。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社209.2.2同时服务于多个客户的解决方案2、应用多线程在服务程序中应用多线程技术，不同的线程为不同的客户服务。主线程负责等待客户机的连接请求，各个线程负责网络连接，接收客户发送来的信息。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社21【例9-4】服务程序应用多线程技术同时处理多个客户机的连接请求。（1）客户端程序（2）服务器端程序Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社229.3基于UDP协议网络程序设计9.3.1基于UDP协议的数据报套接字9.3.2数据报的程序设计过程9.3.3广播数据报套接字Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社239.3.1基于UDP协议的数据报套接字TCP协议通过socket套接字建立一条虚电路。TCP协议的socketserverclientDatagram数据报serverclientUDP数据报的每个数据包要包含目的地址和端口号.Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社24在UDP中，要使用二个类：（1）DatagramSocket类发送时，用send()方法发送数据；接收时，用receive()方法接收数据。（2）DatagramPacket类用于打包或拆包发送时打包：包由数据、接收地址、端口号组成；接收时拆包：取出包中的数据、接收地址、端口号。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社259.3.2数据报的程序设计过程1、服务器端发出报文的步骤（1）定义数据成员。DatagramSocketsocket;DatagramPacketpacket;InetAddressaddress;(用来存放接收方的地址)intport;(用来存放接收方的端口号)（2）创建数据报文Socket对象。try{socket=newDatagramSocket(1111);}catch(java.net.SocketExceptione){}socket绑定到一个本地的可用端口，等待接收客户的请求。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社269.3.2数据报的程序设计过程1、服务器端发出报文的步骤（3）分配并填写数据缓冲区(一个字节类型的数组)。byte[]Buf=newbyte[256];存放从客户端接收的请求信息.（4）创建一个DatagramPacket。packet=newDatagramPacket(Buf数组,256字节长度);用来从socket接收数据,它只有两个参数。（5）服务器阻塞。socket.receive(packet);在客户的请求报道来之前一直等待。Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社279.3.2数据报的程序设计过程1、服务器端发出报文的步骤（6）从到来的包中得到地址和端口号。InetAddressaddress=packet.getAddress();intport=packet.getPort();（7）将数据送入缓冲区。来自文件,或键盘输入。（8）建立报文包,用来从socket上发送信息。Packet=newDatagramPacket(buf,buf.length,address,port);（9）发送数据包。socket.send(packet);（10）关闭socket。socket.close();Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社289.3.2数据报的程序设计过程2、客户端接收包的步骤（1）定义数据成员。intport;InetAddressaddress;DatagramSocketsocket;DatagramPacketpacket;byte[]sendBuf=newbyte[256];（2）建立socket。socket=newDatagramSocket();（3）向服务器发出请求报文。address=InetAddress.getByName(args[0]);port=parseInt(args[1]);packet=newDatagramPacket(sendBuf,256,address,port);socket.send(packet);Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社299.3.2数据报的程序设计过程2、客户端接收包的步骤（4）客户机等待应答。packet=newDatagramPacket(sendBuf,256);socket.receive(packet);(如果没有到就一直等待,因此程序要设置时间限度)（5）处理接收到的数据。Stringreceived=newString(packet.getData(),0,packet.getLength());System.out.println(received);Java语言程序设计(第2版)张思民编著清华大学出版社30数据报工作过程建立数