第十一讲+JAVA网络的基本知识

第11章Java网络的基本知识11.1使用URL11.2读取URL中的资源11.3显示URL资源中的html文件11.4处理超链接11.5InetAdress类11.6套接字11.7网络中的数据压缩与传输11.8UDP数据报11.9广播数据报第11章Java网络的基本知识教学目的：理解计算机网络编程的概念，掌握如何使用Java在一台或多台计算机之间进行基于TCP/IP协议的网络通讯。通过理解TCP/IP协议的通讯模型，以JDK提供的java.net包为工具，勤加练习，掌握各种基于Java的网络通讯的实现方法。第11章Java网络的基本知识教学内容：1.网络通信的基本概念；2.基于URL的通信；3.基于TCP的通信；4.典型的因特网应用；5.基于UDP的通信。重点难点内容：TCP以及UDP的使用。补充：基本概念一、计算机网络：计算机网络:是相互连接的独立自主的计算机的集合，最简单的网络形式由两台计算机组成。二、两台计算机通过网络进行通信AB网络192.168.0.118192.168.0.10协议协议端口端口补充：基本概念补充：基本概念三、IP地址IP网络中每台主机都必须有一个惟一的IP地址；IP地址是一个逻辑地址；因特网上的IP地址具有全球唯一性；32位，4个字节，常用点分十进制的格式表示，例如：192.168.0.16补充：基本概念四、协议为进行网络中的数据交换（通信）而建立的规则、标准或约定。(=语义+语法+规则)不同层具有各自不同的协议。补充：基本概念五、网络的状况多种通信媒介——有线、无线……不同种类的设备——通用、专用……不同的操作系统——Unix、Windows……不同的应用环境——固定、移动……不同业务种类——分时、交互、实时……宝贵的投资和积累——有形、无形……用户业务的延续性——不允许出现大的跌宕起伏。它们互相交织，形成了非常复杂的系统应用环境。补充：基本概念六、网络异质性问题的解决网络体系结构是使这些用不同媒介连接起来的不同设备和网络系统在不同的应用环境下实现互操作性，并满足各种业务需求的一种粘合剂，它营造了一种“生存空间”——任何厂商的任何产品、以及任何技术只要遵守这个空间的行为规则，就能够在其中生存并发展。网络体系结构解决异质性问题,采用的是分层方法——把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的、单一的问题，在不同层上予以解决。就像我们在编程时把问题分解为很多小的模块来解决一样。补充：基本概念七、ISO/OSI七层参考模型1、概念OSI(OpenSystemInterconnection)参考模型将网络的不同功能划分为7层。应用层表示层物理层会话层传输层网络层数据链路层处理网络应用数据表示主机间通信端到端的连接寻址和最短路径介质访问(接入)二进制传输补充：基本概念通信实体的对等层之间不允许直接通信。各层之间是严格单向依赖。上层使用下层提供的服务—Serviceuser；下层向上层提供服务—Serviceprovider。补充：基本概念“你好”“Hello”传真中国教师翻译秘书“Hallo”“Hello”传真德国教师翻译秘书对交谈内容的共识用英语对话使用传真通信P3P2P1物理通信线路2、对等通信示例补充：基本概念3、对等层通信的实质对等层实体之间虚拟通信。下层向上层提供服务，实际通信在最底层完成。补充：基本概念4、OSI各层所使用的协议应用层：远程登录协议Telnet、文件传输协议FTP、超文本传输协议HTTP、域名服务DNS、简单邮件传输协议SMTP、邮局协议POP3等。传输层：传输控制协议TCP、用户数据报协议UDP：TCP：面向连接的可靠的传输协议。UDP：是无连接的，不可靠的传输协议。网络层：网际协议IP、Internet互联网控制报文协议ICMP、Internet组管理协议IGMP。补充：基本概念5、数据封装一台计算机要发送数据到另一台计算机，数据首先必须打包，打包的过程称为封装。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。数据数据协议头数据封装（续）OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元(PDU，ProtocolDataUnit)。OSI参考模型中每一层都要依靠下一层提供的服务。为了提供服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。这样，数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。由此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。但是，某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不作任何处理。补充：基本概念6、TCP/IP模型TCP/IP起源于美国国防部高级研究规划署(DARPA)的一项研究计划——实现若干台主机的相互通信。现在TCP/IP已成为Internet上通信的工业标准。TCP/IP模型包括4个层次：应用层传输层网络层网络接口补充：基本概念应用层表示层会话层传输层物理层数据链路层网络层7654321OSI参考模型应用层传输层网络接口网络层TCP/IP模型TCP/IP与OSI参考模型的对应关系补充：基本概念7、端口端口是一种抽象的软件结构（包括一些数据结构和I/O缓冲区）。应用程序通过系统调用与某端口建立连接（binding）后，传输层传给该端口的数据都被相应的进程所接收，相应进程发给传输层的数据都通过该端口输出。补充：基本概念端口用一个整数型标识符来表示，即端口号。端口号跟协议相关，TCP/IP传输层的两个协议TCP和UDP是完全独立的两个软件模块，因此各自的端口号也相互独立，端口通常称为协议端口(protocolport)，简称端口。端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0~65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务。例如：http使用80端口。11.1使用URLURL类是对统一资源定位符（UniformResourceLocator）的抽象，使用URL创建对象的应用程序称作客户端程序，一个URL对象存放着一个具体的资源的引用，表明客户要访问这个URL中的资源，利用URL对象可以获取URL中的资源．URL对象通常包含最基本的三部分信息：协议、地址、资源。11.1使用URLURL的构造方法：publicURL(Stringspec)throwsMalformedURLExceptiontry{url=newURL();}catch(MalformedURLExceptione){System.out.println(BadURL:+url);}11.2读取URL中的资源URL对象调用InputStreamopenStream()方法可以返回一个输入流，该输入流指向URL对象所包含的资源。通过该输入流可以将服务器上的资源信息读入到客户端。11.3显示URL资源中的html文件Javax.swing包中的JEditorPane容器可以解释执行html文件，也就是说，如果你把html文件读入到JEditorPane，该html文件就会被解释执行，显示在JEditorPane容器中，这样程序就看到了网页的运行效果。11.4处理超链接当JEditorPane对象调用setEditable方法将编辑属性设为false时，不仅可以显示网页的运行效果，而且用户如果单击网页中超链接还可以使得JEditorPane对象触发HyperlinkEvent事件。程序可以通过处理HyperlinkEvent事件，来显示新的URL资源。11.5InetAdress类java.net包中的InetAddress类对象含有一个Internet主机地址的域名和IP地址：。域名容易记忆，当你在连接网络时输入一个主机的域名后，域名服务器（DNS）负责将域名转化成IP地址，这样我们才能和主机建立连接。11.6套接字一、套接字(socket)的引入为了能够方便的开发网络应用软件，由美国伯克利大学在Unix上推出了一种应用程序访问通信协议的操作系统调用socket(套接字)。socket的出现，使程序员可以很方便地访问TCP/IP，从而开发各种网络应用的程序。随着Unix的应用推广，套接字在编写网络软件中得到了极大的普及。后来，套接字又被引进了Windows等操作系统中。Java语言也引入了套接字编程模型。二、基于TCP的socket编程ServerServerServerSocket(intport)Socketaccept()OutputStreamSocket.getOutputStream()InputStreamSocket.getInputSream()Socket.close()ClientSocket(InetAddressaddress,intport)OutputStreamSocket.getOutputStream()InputStreamSocket.getInputStream()Socket.close()服务器程序编写：①调用ServerSocket(intport)创建一个服务器端套接字，并绑定到指定端口上；②调用accept()，监听连接请求，如果客户端请求连接，则接受连接，返回通信套接字。③调用Socket类的getOutputStream()和getInputStream获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。④最后关闭通信套接字。客户端程序编写：①调用Socket()创建一个流套接字，并连接到服务器端；②调用Socket类的getOutputStream()和getInputStream获取输出流和输入流，开始网络数据的发送和接收。③最后关闭通信套接字。11.6套接字三、客户端的套接字对象客户端建立到服务器的套接字连接try{Socketmysocket=newSocket(“”,1880);}catch(IOExceptione){}11.6套接字四、获取输入输出流套接字连接mysocket建立后，mysocket可以使用方法getInputStream()获得一个输入流，然后用这个输入流读取服务器放入“线路”的信息（但不能读取自己放入“线路”的信息，就象打电话时，我们只能听到对方放入线路里的声音一样）。mysocket还可以使用方法getOutputStream()获得一个输出流，然后用这个输出流将信息写入“线路”。11.6套接字五、服务器端的套接字对象服务器必须建立一个等待接收客户的套接字的ServerSocket对象。ServerSocket的构造方法是：ServerSocket(intport)port是一个端口号。port必须和客户呼叫的端口号相同。当服务器的ServerSocket对象server_socket建立后，就可以使用方法accept()接收客户的套接字连接呼叫，所谓“接收”客户的套接字连接就是accept()会返回一个和客户端Socket对象相连接的驻留在服务器端的Socket对象，服务器端的这个Socket对象11.6套接字sc使用方法getOutputStream()获得的输出流将指向客户端Socket对象mysocket使用方法getInputStream()获得的那个输入流；同样，服务器端的这个Socket对象sc使用方法getInputStream()获得的输入流将指向客户端Socket对象mysocket使用方法getOutputStream()获得的那个输出流。11.6套接字六、套接字连接示意图11.7网络中的数据压缩与传输当使用套接字进行网络通信时，可以使用ZipOutputStream流进行数据压缩，将套接字返回的输出流作为Zip