Java程序设计－11－网络编程.ppt

Java程序设计 第11章 网络编程 学习目标 了解网络编程的基本概念 用ServerSocket和Socket类来实现TCP/IP客户和服务器 用DatagramPacket和DatagramSocket来有效地进行基于UDP的网络通信 用URL获取Web资源 了解基于NIO的多线程服务器设计与实现 11.1 网络基础 1 主机名和IP地址 在Internet上IP地址和主机名是一一对应的，通过域名解析可以由主机名得到机器的IP 如： , 9 主机名(hostname)：网络地址的助记名，按照域名进行分级管理。 如： 2端口（port） 只有通过主机名或IP地址和端口号的组合才能唯一的确定网络通讯中的对象：进程。端口号就是为了在一台主机上提供更多的网络资源而采取得一种手段，也是TCP层提供的一种机制。 端口号(port number)就是网络通信时同一机器上的不同进程的标识。TCP/IP系统中的端口号是一个16位的数字，它的范围是0~65535。实际上，小于1024的端口号保留给预定义的服务，如21对应的是FTP服务，23则是提供的Telnet服务。除非要和那些服务之一进行通信(例如telnet，SMTP邮件和ftp等)，否则你不应该使用它们。 客户和服务器必须事先约定所使用的端口。如果系统两部分所使用的端口不一致，那就不能进行通信。 3 服务类型(service) 服务类型是在TCP层上面的应用层的概念。基于TCP/IP协议可以构建出各种复杂的应用，服务类型是那些已经被标准化了的应用，一般都是网络服务器（软件），如，http, telnet, ftp, smtp等。读者可以编写自己的基于网络的服务器，但都不能被称作标准的服务类型。 11.1.2 传输协议 计算机网络形式多样，内容繁杂。网络上的计算机要互相通信，必须遵循一定的协议。目前使用最广泛的网络协议是Internet上所使用的TCP/IP协议。形象的说，协议就是通讯双方互相约定的传送信息的格式定义。 TCP UDP 1 TCP协议 TCP是Transmission Control Protocol的简称，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方各有一个socket，两个socket之间必须建立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket(client socket)可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送或接收操作。这个过程类似于生活中的打电话一样。 2 UDP协议 UDP是User Datagram Protocol的简称，是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。 类似于我们生活中的通信过程，我们只需要把写好的信封好(打包)、写上地址(Internet地址)，然后交给邮局发送(socket就是邮局)。 3 TCP和UDP的差异 使用UDP时，每个数据报中都给出了完整的地址信息，因此无需要建立发送方和接收方的连接。对于TCP协议，由于它是一个面向连接的协议，在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接，所以在TCP中多了一个连接建立的时间。 使用UDP传输数据时是有大小限制的，每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。而TCP没有这方面的限制，一旦连接建立起来，双方的socket就可以按统一的格式传输大量的数据。 UDP是一个不可靠的协议，发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方。而TCP是一个可靠的协议，它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。 11.3 包 11.3.1 几个重要的类 DatagramPacket 和DatagramSocket 两个类构成了UDP开发的基础 ServerSocket 和Socket 两个类构成了TCP开发的基础 URI、URL和URLConnection 则满足了Web资源访问的要求 InetAddress类用于表示互联网协议 (IP) 地址。 11.2 基于TCP的网络编程 网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的可靠交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面，通常用来实现客户方和服务方的连接。一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。Socket是一种用于网络通信的低层开发接口，借助于通信两端的应用程序(实际上是Socket)可以利用输入输出流完成数据交