socket--基础(笔记)

1、网络

计算机领域中，网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台。
通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。
网络编程从大的方面说就是对信息的发送到接收。
通过操作相应Api调度计算机硬件资源，并利用传输管道（网线）进行数据交互的过程。

2、七层网络模型与四层网络模型

七层：应用层-》表示层-》会话层-》传输层-》网络层-》数据链路层-》物理层（电信号/光信号）
TCP/IP 四层：应用层-》网络层-》数据链路层-》物理层（电信号/光信号）

socket

简单来说就是IP地址与端口的结合协议
一种地址与端口的结合描述协议
TCP/IP 协议的相关API的总称；是网络Aip的集合实现
涵盖了：Stream Socket/Datagram Socket
四个要素：客户端地址、客户端端口、服务器地址、服务器端口
TCP/IP 协议中,两个进程通信的主要模式为:CS模式 (Client-Server)，常见的：FTP、SMTP、HTTP
TCP
- tcp是面向连接的通信协议
- 通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接
- 由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯
UDP
- UDP是面向无连接的通信协议
- UDP数据包括目端口号和信息源端口号信息
- 由于不需要连接，所以可以实现广播发送，并不局限与端到端

案例(TCP)

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        ServerSocket server = new ServerSocket(2000);

        System.out.println("服务器准备就绪～");
        System.out.println("服务器信息：" + server.getInetAddress() + " P:" + server.getLocalPort());

        // 等待客户端连接
        for (; ; ) {
            // 得到客户端
            Socket client = server.accept();
            // 客户端构建异步线程
            ClientHandler clientHandler = new ClientHandler(client);
            // 启动线程
            clientHandler.start();
        }

    }

    /**
     * 客户端消息处理
     */
    private static class ClientHandler extends Thread {
        private Socket socket;
        private boolean flag = true;
        ClientHandler(Socket socket) {
            this.socket = socket;
        }

        @Override
        public void run() {
            super.run();
            System.out.println("新客户端连接：" + socket.getInetAddress() +
                    " P:" + socket.getPort());
            try {
                // 得到打印流，用于数据输出；服务器回送数据使用
                PrintStream socketOutput = new PrintStream(socket.getOutputStream());
                // 得到输入流，用于接收数据
                BufferedReader socketInput = new BufferedReader(new InputStreamReader(
                        socket.getInputStream()));
                do {
                    // 客户端拿到一条数据
                    String str = socketInput.readLine();
                    if ("bye".equalsIgnoreCase(str)) {
                        flag = false;
                        // 回送
                        socketOutput.println("bye");
                    } else {
                        // 打印到屏幕。并回送数据长度
                        System.out.println(str);
                        socketOutput.println("回送：" + str.length());
                    }
                } while (flag);
                socketInput.close();
                socketOutput.close();
            } catch (Exception e) {
                System.out.println("连接异常断开");
            } finally {
                // 连接关闭
                try {
                    socket.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("客户端已退出：" + socket.getInetAddress() +
                    " P:" + socket.getPort());
        }
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        Socket socket = new Socket();
        // 超时时间
        socket.setSoTimeout(3000);
        // 连接本地，端口2000；超时时间3000ms
        socket.connect(new InetSocketAddress(Inet4Address.getLocalHost(), 2000), 3000);

        System.out.println("已发起服务器连接，并进入后续流程～");
        System.out.println("客户端信息：" + socket.getLocalAddress() + " P:" + socket.getLocalPort());
        System.out.println("服务器信息：" + socket.getInetAddress() + " P:" + socket.getPort());
        try {
            // 发送接收数据
            todo(socket);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("异常关闭");
        }
        // 释放资源
        socket.close();
        System.out.println("客户端已退出～");
    }

    private static void todo(Socket client) throws IOException {
        // 构建键盘输入流
        InputStream in = System.in;
        BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(in));

        // 得到Socket输出流，并转换为打印流
        OutputStream outputStream = client.getOutputStream();
        PrintStream socketPrintStream = new PrintStream(outputStream);

        // 得到Socket输入流，并转换为BufferedReader
        InputStream inputStream = client.getInputStream();
        BufferedReader socketBufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));
        boolean flag = true;
        do {
            // 键盘读取一行
            String str = input.readLine();
            // 发送到服务器
            socketPrintStream.println(str);

            // 从服务器读取一行
            String echo = socketBufferedReader.readLine();
            if ("bye".equalsIgnoreCase(echo)) {
                flag = false;
            }else {
                System.out.println(echo);
            }
        }while (flag);
        // 资源释放
        socketPrintStream.close();
        socketBufferedReader.close();
    }
}

Server 和 Client 开启后，在client 控制台输入信息，开始把信息发送给服务器并获得返回消息。

传输

报文
- 在TCP/IP传输过程中，起着路由导航作用
- 用以查询各个网络路由网段、ip地址、交换协议等ip数据包
- 报文在传输过程中会不断地封装分组、包、帧来传输
- 封装方式就是添加一些控制信息组成的首部，即报文头
传输协议
- 就是一种规定、约束
- 约定大于配置，在网络中依然使用；网络的传输流程是健壮的稳定的，得益于基础的协议构成
- 简单说：A->B的数据，B能识别，反之B->A的数据A也能识别
Mac地址
- 意译为媒体访问控制，或称为物理地址、硬件地址
- 用来定义网络设备的位置
- 如
IP、端口
- IP 是分配给网络上使用网际协议的设备的数字标签
- 常见的IP地址分为IPv4和IPv6两大类
- IPv4
  - 由32位二进制组成，以XXX,XXX,XXX,XXX的形式表现，每组xxx小于或等于255的10进制数组成
  - 总数：4,294,967,296个：42亿个；在2011年2月3日用尽
  - 如果主机号全1，那么这个地址为直接广播地址
  - IP地址 “255,255,255,255” 为受限广播地址
- IPv6
  - 总共有128位，ipv6地址的表现形式，一般采用32个十六进制数。
  - IPv4转IPv6一定可行，IPv6转IPv4不一定可行
- 端口
  - 如果把IP比作一间放在，端口就是进入这间房子的门或者窗子
  - 不同的窗子有不同的人与外界联系。
  - 0到1023号端口以及1024到49151号端口都是特殊端口
  - 49152到65535号端口属于“动态端口”范围，没有端口可以被正式地注册占用