1、第11章 網(wǎng)絡編程第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）本章學習目標掌握計算機網(wǎng)絡的基本概念理解TCP/IP和UDP協(xié)議掌握基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡編程技術掌握基于UDP協(xié)議的網(wǎng)絡編程技術第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務1：什么是計算機網(wǎng)絡【任務內容】了解計算機網(wǎng)絡【能力目標】了解計算機網(wǎng)絡的概念、組成和功能11.1 網(wǎng)絡編程的基礎知識第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）計算機網(wǎng)絡(Computer Network)是以共享資源(硬件、軟件和數(shù)據(jù)等)為目的而連接起來的，在協(xié)議控制下由一臺或多臺計算機系統(tǒng)、若干臺終端設備、數(shù)據(jù)傳輸設備等組成的系統(tǒng)之集合。 計算機網(wǎng)絡的功能主要表現(xiàn)在硬件資源共享、軟件

2、資源共享和用戶間信息交換三個方面。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務2：協(xié)議和計算機網(wǎng)絡體系結構【任務內容】了解協(xié)議和計算機網(wǎng)絡體系結構【能力目標】了解網(wǎng)絡協(xié)議和組成要素了解計算機網(wǎng)絡體系結構的概念和由來11.1 網(wǎng)絡編程的基礎知識第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）要想讓兩臺計算機進行通信，必須使它們采用相同的信息交換規(guī)則。我們把在計算機網(wǎng)絡中用于規(guī)定信息的格式以及如何發(fā)送和接收信息的一套規(guī)則稱為網(wǎng)絡協(xié)議(network protocol)或通信協(xié)議(communication protocol)。其中包含三個要素，即語法(Syntax)、語義(Semantics)和時序(Timing)。

3、為了更方便地實現(xiàn)計算機設備之間的通信，我們定義和描述一組用于計算機及其通信設施之間互連的標準和規(guī)范的集合，稱為計算機網(wǎng)絡體系結構(Network Architecture)。 1974年，IBM公司提出了世界上第一個網(wǎng)絡體系結構(System Network Architecture，SNA)。此后，許多公司紛紛提出各自的網(wǎng)絡體系結構，如ISO/OSI參考模型、TCP/IP體系結構、Netware體系結構、Windows NT體系結構等。 第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務3：TCP/IP體系結構【任務內容】了解TCP/IP體系結構【能力目標】了解TCP/IP協(xié)議的概念和功能了解TCP/I

4、P協(xié)議的結構和特點了解在TCP/IP參考模型中每層的具體協(xié)議和其功能了解TCP與UDP的特點和區(qū)別11.1 網(wǎng)絡編程的基礎知識第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）TCP/IP協(xié)議(Transfer Control Protocol/Internet Protocol)叫做傳輸控制/網(wǎng)際協(xié)議，又叫網(wǎng)絡通信協(xié)議，它包括上百個各種功能的協(xié)議，如遠程登錄、文件傳輸和電子郵件等，而TCP協(xié)議和IP協(xié)議是保證數(shù)據(jù)完整傳輸?shù)膬蓚€基本的重要協(xié)議。通常說TCP/IP 是Internet協(xié)議族，而不單單是TCP和IP。TCP/IP協(xié)議的基本傳輸單位是數(shù)據(jù)包 (datagram)。 TCP/IP協(xié)議數(shù)據(jù)的傳輸基于TC

5、P/IP協(xié)議的四層結構：應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層、接口層 。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）TCP/IP協(xié)議具有以下特點：協(xié)議標準具有開放性，其獨立于特定的計算機硬件及操作系統(tǒng)，可以免費使用。統(tǒng)一分配網(wǎng)絡地址，使得整個TCP/IP設備在網(wǎng)絡中都具有唯一的IP地址。實現(xiàn)了高層協(xié)議的標準化，能為用戶提供多種可靠的服務。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）UDP：（1）每個數(shù)據(jù)報中都給出了完整的地址信息，因此無須建立發(fā)送方和接收方的連接。（2）UDP傳輸數(shù)據(jù)時是有大小限制的，每個被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報必須限定在64KB之內。（3）UDP是一個不可靠的協(xié)議，發(fā)送方所發(fā)送的數(shù)據(jù)報并不一定以相同的次序到達接收方。T

6、CP：（1）面向連接的協(xié)議，在socket之間進行數(shù)據(jù)傳輸之前必然要建立連接，所以在TCP中需要連接時間。（2）TCP傳輸數(shù)據(jù)大小限制，一旦連接建立起來，雙方的socket就可以按統(tǒng)一的格式傳輸大的數(shù)據(jù)。（3）TCP是一個可靠的協(xié)議，它確保接收方完全正確地獲取發(fā)送方所發(fā)送的全部數(shù)據(jù)。實際應用：（1）TCP在網(wǎng)絡通信上有極強的生命力，例如遠程連接(Telnet)和文件傳輸(FTP)都需要不定長度的數(shù)據(jù)被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價的，對數(shù)據(jù)內容正確性的檢驗必然占用計算機的處理時間和網(wǎng)絡的帶寬，因此TCP傳輸?shù)男什蝗鏤DP高。（2）UDP操作簡單，且僅需要較少的監(jiān)護，因此通常用于局域網(wǎng)

7、高可靠性的分散系統(tǒng)中Client/Server應用程序。例如視頻會議系統(tǒng)，并不要求音頻視頻數(shù)據(jù)絕對地正確，只要保證連貫性就可以了，這種情況下顯然使用UDP會更合理一些。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務4：通信端口【任務內容】了解通信端口【能力目標】了解通信端口的概念及其意義11.1 網(wǎng)絡編程的基礎知識第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）一個IP地址的端口可以有65536個端口是通過端口號來標記的，端口號只有整數(shù)，范圍是從0 到65535。端口號是一個標記機器邏輯通信信道的正整數(shù)，端口號不是物理實體。IP地址和端口號組成了所謂的Socket。 端口號0到1023被系統(tǒng)保留，專門用于那些通用的

8、服務，例如，對于每個TCP/IP實現(xiàn)來說，F(xiàn)TP服務器的TCP端口號都是21，每個Telnet服務器的TCP端口號都是23，每個TFTP(簡單文件傳送協(xié)議)服務器的UDP端口號都是69，HTTP默認是80 網(wǎng)絡上的不同服務是通過“IP+端口號”來區(qū)分，因而一臺主機可以提供web服務、FTP服務等。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務5：URL概念【任務內容】了解URL概念【能力目標】了解URL概念和語法格式11.1 網(wǎng)絡編程的基礎知識第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）URL(Uniform Resource Locator)即統(tǒng)一資源定位器，表示Internet上某一資源的地址，Intern

9、et上的資源包括HTML文件、圖像文件、動畫文件、聲音文件以及其他任何內容(執(zhí)行數(shù)據(jù)庫查詢和Internet搜索)。URL的語法格式是：:/:/# 例如：（1） 傳輸協(xié)議:/主機名（2）68 傳輸協(xié)議:/IP地址（3）https:/localhost:80/home/index.htm#top 傳輸協(xié)議:/主機名:端口號/文件名#引用第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務6：Java基本網(wǎng)絡支持【任務內容】了解Java基本網(wǎng)絡支持【能力目標】了解Java的網(wǎng)絡編程的層次了解Java語言提供的相關網(wǎng)絡功能類11.2 Java的基本網(wǎng)絡支持第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）Java的網(wǎng)絡編程分為三

10、個層次。（1）最高一級的網(wǎng)絡通信就是從網(wǎng)絡上下載小應用程序，客戶端瀏覽器通過HTML文件中的標記來識別小程序，并解析小程序的屬性，通過網(wǎng)絡獲取小程序的字節(jié)碼文件。（2）次一級的通信就是通過類URL對象指明文件所在的位置，并從網(wǎng)絡上下載聲音和圖像，然后對聲音播放和圖像顯示。（3）最低一級的通信是利用包中提供的類直接在程序中實現(xiàn)網(wǎng)絡通信。針對不同層次的網(wǎng)絡通信，Java語言提供的網(wǎng)絡功能有4大類：URL、InetAddress、Socket、Datagram。 第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）Java網(wǎng)絡編程中主要使用包中的以下類。面向IP層的類：InetAddress。面向應用層的類：URL、

11、URLConnection。TCP協(xié)議相關類：Socket、ServerSocket。UDP協(xié)議的類：DatagramPacket、DatagramSocket、MulticastSocket。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）在使用包中的這些類時，可能產生的異常如下：BindException：套接字綁定異常類。ConnectException：套接字綁定異常類。ProtocolException：遠程連接異常類。SocketException：套接字異常類。UnKnownHostException：未知定主機異常類。UnKnownServiceException：未知服務異常類。Malfo

12、rmedURLException：錯誤的URL異常類。NoRouteToHostException：無路由器而無法連接主機異常類。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務7：基于URL的網(wǎng)絡程序設計編程【任務內容】URL類的使用【能力目標】掌握URL類的構造方法掌握獲取URL對象相關信息的常用方法【任務分析】要實現(xiàn)該任務首先要用URL類去創(chuàng)建一個URL對象，并指定其連接的URL地址，然后使用其常用方法將其信息顯示出來。11.3 基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡編程第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）/案例：URLDemo.java,創(chuàng)建一個參數(shù)為的URL對象，并輸出該對象的信息 import .*;publi

13、c class URLDemo public static void main(String args) try URL url = new URL();/ 創(chuàng)建URL對象 System.out.println(協(xié)議 ： + url.getProtocol();/ 顯示URL的協(xié)議 System.out.println(主機 ： + url.getHost();/ 顯示URL中的主機名 System.out.println(文件名 ： + url.getFile();/ 顯示URL中的文件名 System.out.println(端口號 ： + url.getPort();/ 顯示URL中的端

14、口號 System.out.println(引用 ： + url.getRef();/ 顯示URL中的引用 System.out.println(查詢 ： + url.getQuery();/ 顯示URL中的查詢 System.out.println(路徑 ： + url.getPath();/ 顯示URL中的文件路徑 System.out.println(用戶信息 ： +url.getUserInfo();/ 顯示URL中的用戶信息 System.out.println(權限 ： + url.getAuthority();/ 顯示URL中的權限 catch (MalformedURLExce

15、ption e) System.out.println(error ： + e.getMessage(); / 顯示異常信息第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）1. URL類URL類表示一個統(tǒng)一資源定位器，它是指向互聯(lián)網(wǎng)上某一資源的指針，這個資源可以是主機上的一個文件或路徑，也可以是文件上的一個引用。 示例： URLReader .java第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）2. URLConnection類URLConnection類支持URL連接的輸入/輸出流方式的通信，并可以獲得URL對象資源的相關信息。 示例：URLConnectionDemo .java第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）

16、3. InetAddress類InetAddress類用于表示一個IP地址。 示例：InetAddressDemo .java第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務8：基于Socket的Java網(wǎng)絡編程【任務內容】基于套接字的網(wǎng)絡通信程序設計【能力目標】掌握套接字通信的程序設計思想及開發(fā)流程掌握ServerSocket類的使用方法掌握Socket類的使用方法學會實現(xiàn)客戶端與服務器端之間互相發(fā)送、接收消息【任務分析】先使用ServerSocket類創(chuàng)建聊天服務器，利用ServerSocket類對象的accept()方法來阻塞等待客戶請求，當請求到來則產生一個Socket對象，輸出客戶端請求信息，

17、并給客戶端返回服務器端的輸入信息。11.3 基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡編程第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）案例：TalkServer.java /TalkClient.java 上例實現(xiàn)了使用應用層協(xié)議訪問網(wǎng)絡資源 ，但是在網(wǎng)絡應用中，僅僅使用這些應用層協(xié)議訪問網(wǎng)絡是遠遠不夠的。 當你需要編寫一個客戶/服務模式的網(wǎng)絡應用系統(tǒng)時就很難使用這些高層協(xié)議來實現(xiàn)這種網(wǎng)絡應用。在網(wǎng)絡程序設計中常用的套接字(Socket)通信 Socket是簡化編寫基于TCP協(xié)議的網(wǎng)絡應用程序，對TCP進行了封裝從而形成一個簡便的開發(fā)包 。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）1. Socket和連接Socket是由IP地址和端

18、口號唯一確定的 。在Client/Server模式下，通常按照它們在網(wǎng)絡中所起的作用不同，可以分為兩類：客戶端和服務器端。 服務器端：服務器端的Socket始終在監(jiān)聽指定的端口是否有連接請求，如果發(fā)現(xiàn)客戶端Socket向其發(fā)出連接請求，且服務器接受連接請求，這樣，兩個Socket對象之間就創(chuàng)建了連接，如圖11-5所示。 圖11-5 Client/Server模式示意圖第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）(2) 客戶端：客戶端需要創(chuàng)建和服務器端的連接，就必須事先知道服務器的主機名和提供服務的端口號。有了這些信息以后，當客戶端發(fā)出的建立連接的請求被服務器端接受時，客戶機上就會創(chuàng)建一個Socket對象

19、。利用這個Socket對象，客戶端就可以實現(xiàn)與服務器端的通信。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）總結：這種工作過程主要包含下面四個基本步驟： 創(chuàng)建Socket對象。 打開連接到Socket對象的輸入/輸出流。 按照一定的協(xié)議對Socket對象進行讀/寫操作。 關閉Socket對象(即釋放Socket對象所綁定的連接)。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）2. Socket類Java在包中提供了兩個類Socket和ServerSocket，分別用來表示雙向連接的客戶端和服務器端。 例如，要求請求與一臺IP地址為、端口號為2000的遠程機器之間建立連接，可以用如下語句創(chuàng)建：trySocket soc

20、ket=new Socket(6,2000);catch(IOException e)e.printStackTrace(); 第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）3. ServerSocket類 服務器端需要由ServerSocket類來實現(xiàn)服務器端的Socket。ServerSocket對象監(jiān)聽網(wǎng)絡中來自客戶端的服務請求，它根據(jù)請求來創(chuàng)建連接，并響應客戶請求的服務。例如，要創(chuàng)建一個監(jiān)聽8080端口的Socket服務器端，可以使用下面的語句來實現(xiàn)。 ServerSocket server = new ServerSocket(8080);第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）要構建客戶/服務模式中

21、的服務器端通常需要5個步驟：(1) 創(chuàng)建一個ServerSocket對象，以實現(xiàn)對指定端口的監(jiān)聽。可用下面的程序語句來創(chuàng)建：ServerSocket server = new ServerSocket(port);(2) 服務器無限期地監(jiān)聽客戶連接請求。為了監(jiān)聽客戶連接，程序調用ServerSocket方法accept，如下面的程序段：Socket connection = server.accept();當與一個客戶建立連接，將返回一個Socket對象。該套接字允許服務器與客戶交互。(3) 通過獲取的Socket對象來取得OutputStream和InputStream對象，使服務器能夠通過

22、發(fā)送和接收字節(jié)與客戶進行通信。(4) 通信階段。在這個階段中，客戶和服務器通過OutputStream和InputStream對象進行通信。(5) 當傳輸完成時，服務器通過調用流和套接字的close()方法關閉連接。第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）一個典型的創(chuàng)建Server端ServerSocket的過程：ServerSocket server = null;try server = new ServerSocket(2000); / 創(chuàng)建一個ServerSocket在端口2000監(jiān)聽客戶請求 catch (IOException e) System.out.println(can not

23、listen to : + e);Socket socket = null;try socket = server.accept(); / accept()是一個阻塞的方法，一旦有客戶請求，它就會返回一個Socket對象用于同客戶進行交互 catch (IOException e) System.out.println(Error: + e);第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）任務9：什么是數(shù)據(jù)報 【任務內容】了解數(shù)據(jù)報【能力目標】了解數(shù)據(jù)報的概念和相關應用了解UDP的概念和工作過程11.4 基于UDP協(xié)議的網(wǎng)絡編程第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）數(shù)據(jù)報(Datagram)是通過網(wǎng)絡傳遞的一個獨立的、自我封裝的數(shù)據(jù)包，它可以從網(wǎng)絡中的一個點傳遞到另一個點。數(shù)據(jù)報通信是以UDP協(xié)議為基礎的。UDP的數(shù)據(jù)傳輸機制與TCP不同。用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)是一種不可靠的、無連接和面向消息的協(xié)議。 第11章 網(wǎng)絡編程ppt課件（全）通過UDP的UDP端口來實現(xiàn)UDP協(xié)議的網(wǎng)絡通信。其工作過程如下：(1) 創(chuàng)建一個適當?shù)囊l(fā)送且注明收發(fā)人地址的數(shù)據(jù)報。(2) 為一個特定的應用程序建立一個傳輸端口來傳送和接收數(shù)據(jù)報。(3) 將數(shù)據(jù)報插入一個傳輸端口中進行傳輸。(4) 等待接收來自于傳輸端口的一個數(shù)據(jù)報。(