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1、第9章 网络通信,1,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,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 9.4 JApplet编程 9.5基于分布模式的云计算系统,2,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1网络编程的基础知识,9.1.1IP地址和端口号 9.1.2套接字,3,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.1IP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。,4,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.1IP地址和端口号,在Java包中，IP地址由一个称作I
2、netAddress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(String host )返回对应于指定主机的IP地址。 getAllByName(String host )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。,5,哈尔滨工业大学计算机系
3、代亚非,【例9-1】通过域名查找IP地址。,核心语句： try InetAddress zsm_address; zsm_address =InetAddress.getByName(zsm8); str=思维论坛的IP地址为：+zsm_address.toString(); catch(UnknownHostException e) str=无法找到思维论坛; ,6,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,【例9-2】查找本机IP地址。,核心语句： try InetAddress host_address； host_address=InetAddress.getLocalHost(); str=本机
4、的IP地址为：+host_address.toString(); catch(UnknownHostException e) str=本机没有安装网卡，无法找到IP。; ,7,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.1IP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。,8,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.1IP地址和端口号,2、端口 端口号是一个整数，其取值范围为065535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01023间的端口号作为保留
5、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。,9,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.1IP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”(Transmission Control Protocol，简称TCP)和“用户数据报协议”(User Datagram Protocol，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。,10,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.2套接字,1、什么
6、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。,11,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.2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”。,12,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.2套接字,2、客户端建立套接字Socket对象 在客户端使用socket类，建
7、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。,13,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.1.2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
8、(int port); 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： Socket accept(); 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。,14,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.2 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,15,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.2.1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Serve
9、rSocket，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。,16,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,17,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,【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,18,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.2.2同时
10、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。,19,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.2.2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。,20,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,【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,21,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.
11、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,22,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.1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socket,server,client,Datagram数据报,server,client,UDP数据报的每个数据包要包含目的地址和端口号.,23,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,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
12、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。,24,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.2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。 DatagramSocket socket; DatagramPacket packet; InetAddress address;(用来存放接收方的地址) int port; (用来存放接收方的端口号) （2）创建数据报文Socket对象。 try socket = new DatagramSocket(1111
13、); catch(java.SocketException e) socket 绑定到一个本地的可用端口，等待接收客户的请求。,25,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.2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 = new byte256; 存放从客户端接收的请求信息. （4）创建一个DatagramPacket。 packet = new DatagramPacket(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)
14、; 在客户的请求报道来之前一直等待。,26,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.2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。 InetAddress address = packet.getAddress(); int port = 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 = new DatagramPacket(buf, buf.length, address, port); （9）发送数据包。 socket.send(packet); （
15、10）关闭socket。 socket.close();,27,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.2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。 int port; InetAddress address; DatagramSocket socket; DatagramPacket packet; byte sendBuf = new byte256; （2）建立socket。 socket = new DatagramSocket(); （3）向服务器发出请求报文。 address = InetAddress.getByName(args0); port = par
16、seInt(args1); packet = new DatagramPacket(sendBuf, 256, address, port); socket.send(packet);,28,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,9.3.2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 = new DatagramPacket(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。 String received = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength(); System.out.println(received);,29,哈尔滨工业大学计算机系代亚非,数据报工作过程,建立数
