第11章网络编程要点2 2网络通信概念 u 网络：用物理链路将各个孤立的工作站或主机相连在一起，实现资源共享和通信3 3本章内容u网络通信概念uURLu基于TCP的Socket编程u基于UDP的Socket编程u基于SSL的Socket编程 u 网络通信的核心是协议。协议是指进程之间交换信息以完成任务所使用的一系列规则和规范。它主要包含两个方面的定义： 1）定义了进程之间交换消息所必需遵循的顺序 2）定义进程之间所交换的消息的格式u 网络协议是网络之间沟通、交流的桥梁，只有相同网络协议的计算机才能进行信息的沟通与交流u 网络协议标准可分为两类：n事实标准：由厂家制定的，未经有关标准化组织审定通过，但由于广泛使用形成了事实标准n法定标准：经有关标准化组织审定通过的标准。国际上的标准化组织有：（1）国际电信联盟（ITU，International Telecommunication Union）（2）国际标准化组织（ISO，International Standards Organization）（3）Internet体系结构委员会（IAB，Internet Architecture Board）u ISO/ OSI RM：开放式系统互连参考模型，国际标准化组织给出的通用参考协议：n七层协议：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层 n没有得到市场的认可u TCP/IP： 传输控制协议/网间协议，是Internet的主要协议，在60年代由麻省理工学院和一些商业组织为美国国防部开发的ARPANET基础上诞生的n四层体系结构：应用层、传输层、网络层和网络接口层。在实际应用中，网络接口层包含数据链路层和物理层 n事实上的国际标准网络协议u 网络地址：网络上的计算机通过网络地址标识。两种表示方法：u IP地址：由点号分隔，4个整数，32位地址。每个32位IP地址被分割成两部分：前缀和后缀。地址前缀部分确定了计算机从属的物理网络；后缀部分确定了该网络上的一台计算机。例如：202.196.0.7 u 域名：将特定 IP 地址映射至字符串。例如： zzuli.edu 统一资源定位器（URL）的使用表示同一地址u 用类InetAddress的实例对象来封装网络地址，并获取其相关信息u 未提供构造方法。可用其成员方法获得对象u 类InetAddress的常用方法：u getLocalHost三/获取本地计算机的网络地址，包括本地机的域名和IP地址。本地机的网络地址可表示为“127.0.0.1 ”或“localhost”u getByAddress(byte addr)/获取addr指定的IP地址对应的网络地址u getByName (String host)/获取host指定的主机名或IP地址所对应的网络地址包中返回InetAddress对象,抛UnknowHostException【例11-1】获取网络地址的使用讲义u 其中：u 传输协议：指明获取资源所使用的网络传输协议，如 、ftp、file等u 主机名：指定资源所在的计算机，可以是IP地址，如127.0.0.1，也可以是主机名或域名，如u 一个计算机中可能有多种服务（应用程序），端口号用来区分不同的网络服务，如 服务的默认端口号是80，ftp服务的默认端口号是21等 :/ sun :8080/docs/index.html#j2sen端口号是一个整数，通常范围在065535之间（即16位二进制整数）n小于1024的端口号一般分配给特定的服务协议，如：nHTTP（超文本传输协议）的默认端口是80nFTP文件传送协议（File Transfer Protocol，简称FTP）的端口号是21（控制端口），20（数据端口）nTELNET（远程登录）的默认端口是23nSMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）的默认端口是25n如果没有注明端口号， URL将使用默认的端口号 统一资源定位器（URL）的使用u URL（Uniform Resource Locator，URL）：统一资源定位器（网络资源定位器），表示Internet上某一资源的地址， 只要按URL规则定义某个资源，那么网络上的其他程序就可以通过URL来访问它u URL的值通常由5部分组成，格式如下: 例如： :/ sun :8080/docs/index.html#j2se:/:/ n文件名：包括该文件的完整路径。在 协议中，缺省的文件名是index.html，因此：n引用：为资源文件内部的某个引用，用来定位显示文件内容的位置，如 :/java.sun /index.html#chapter1n并非所有的URL都包含这些元素。对于多数的协议，主机名和文件名是必需的，但端口号和文件内部的引用则是可选的 :/java.sun 等同于 :/ sun :8080/docs/index.html#j2seu Java中，一个URL类的对象代表一个URL资源u 常用构造方法：nURL(String spec) /参数指定协议、主机名、端口号、文件名nURL(String protocol ,String host, String file) /参数指定协议名、主机名、文件名nURL(String protocol ,String host, Sting port,String file)/参数指定协议名、主机名、端口号、文件名 u 例如：tryURL u = new URL( :/ zzuli.edu ); catch( MalformedURLException e)u 常用方法：u getProtocol三 u getHost三 u getPort三u getFile三u u openStream三u /与指定的URL建立连接并返回一个InputStream类的对象取出URL的指定成分信息【例11-2】URL的使用讲义u 读取网络资源数据的步骤如下：u （1）创建类URL的实例对象，使其指向给定的网络资源u （2）通过类URL的成员方法openStream三建立起URL连接，并返回输入流对象的引用，以便读取数据u （3）通过或封装输入流u （4）读取数据，并进行数据处理u （5）关闭数据流u 其中，步骤（3）是可选的。当网络不稳定或速度很慢时，通过步骤（3）可以提高获取网络资源数据的速度 【例11-3】通过URL获取网络资源的使用import java.io.BufferedReader;import java.io.InputStreamReader;import .URL;public class URLReadDataUsepublic URLReadDataUse三try URL url=new URL( :/ zzuli.edu ); BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(url.openStream( );String s; while (s=br.readLine( ) != null) /读取网络资源信息 System.out.println(s); /输出网络资源信息 br.close( ); catch (Exception e)System.err.println(e); e.printStackTrace( ); public static void main(String args)new URLReadDataUse三;URL资源的读取可能会引起堵塞，应在一个线程中读取，以免堵塞主线程显示URL资源中的html文件u 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，这样就可看到网页的运行效果网络编程11.3.1 Java网络编程概述 u最主要的工作就是在发送端把信息通过规定好的协议分封装成包，在接收端按照规定好的协议把包进行解析，从而提取出对应的信息u通过使用套接字来实现进程间的通信：端到端的连接与通信u网络上的两个程序（进程）通过一个双向的通信连接实现数据的交换，双向链路的一端称为一个socket(套接字）u 套接字：一种基于网络通讯的接口， 建立服务器和客户端之间的连接u 端口号与IP地址组合即为一个套接字： IP地址标识Internet上的计算机，端口号标识正在计算机上运行的进程（程序）u Java Socket：Java应用程序和网络协议的接口，提供若干个类的定义，提供网络上两台计算机之间（程序之间）交互通信的可靠连接 ，实现网络通信 u TCP Socket：使用TCP协议实现可靠的网络通信u UDP Socket：使用UDP协议实现效率较高的网络通信u SSL Socket：使用SSL协议实现安全的网络编程u 在Java网络编程中，一个套接字由：主机号、端口号和协议名三部分主要内容组成 uJava网络编程可在以下4个层次上进行：nURL层次，最高级层次，利用URL直接进行Internt上的资源访问和数据传输nSocket层次，常用网络编程方式，通过在Client/Server结构的应用程序之间建立Socket套接字连接，然后在连接之上进行数据通信。主动发起通信的一方被称为客户端；接收请求进行通信的一方被称为服务器nDatagram数据流层次，最低级层次，使用“用户数据报协议（UDP）”nSSL是基于加密和安全的网络编程 u 包中的Socket类实现了客户端的通信功能、ServerSocket类实现了服务器端的通信功能u 通过套接字建立连接的步骤： n服务器建立进程，创建一个ServerSocket对象，监听每个端口（客户端）是否要求进行通信n客户端创建一个Socket对象，包括连接的主机号和端口号，指定使用的通信协议，通过发出通信请求，试图与服务器建立连接 n服务器监听到客户端的请求，获得一个和客户端Socket相连接的Socket对象，与客户端进行通信 理解连接的建立u 如果要建立连接，一台机器必须运行一个进程来等待连接，而另一台机器必须试图到达第一台机器。这和 系统类似；一方必须发起呼叫，而另一方在此时必须等待 呼叫u 发起 呼叫时，必须知道所拨的 号码。如果要发起网络连接，你需要知道远程机器的地址或名字。此外，每个网络连接需要一个端口号，可以把它想象成 的分机号码。一旦和一台计算机建立连接，需要指明连接的目的。所以，就如同可以使用一个特定的分机号码来和财务部门对话那样，可以使用一个特定的端口号来和会计程序通信u 一个socket包括两个流：一个输入流和一个输出流u 建立网络连接之后，使用与socket相关联的流和使用其他流是非常相似的u 建立客户端和服务器两端相互通信的过程是一样的：n打开套接字；n打开到套接字的输入、输出流；n根据服务器协议读写套接字；n关闭套接字，通信结束前的清理工作u 尽管TCP/IP协议的名称中只有TCP这个协议名，但是在TCP/IP的传输层同时存在TCP和UDP两个协议u TCP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。发送方和接收方的成对的两个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u 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u TCP协议是在端点与端点之间建立持续的连接而进行通信。建立连接后:u 发送端将发送的数据印记