当前位置: 首页 > 编程语言 > Java > 正文

Java编程那些事儿9——网络编程基础

时间:2010-02-27 csdn博客 陈跃峰

对于初学者,或者没有接触过网络编程的程序员,会觉得网络编程涉及的知识很高深,很难,其实这是一种误解,当你的语法熟悉以后,其实基本的网络编程现在已经被实现的异常简单了。

1.4.1 网络编程是什么?

网络编程的本质是两个设备之间的数据交换,当然,在计算机网络中,设备主要指计算机。数据传递本身没有多大的难度,不就是把一个设备中的数据发送给两外一个设备,然后接受另外一个设备反馈的数据。

现在的网络编程基本上都是基于请求/响应方式的,也就是一个设备发送请求数据给另外一个,然后接收另一个设备的反馈。

在网络编程中,发起连接程序,也就是发送第一次请求的程序,被称作客户端(Client),等待其他程序连接的程序被称作服务器(Server)。客户端程序可以在需要的时候启动,而服务器为了能够时刻相应连接,则需要一直启动。例如以打电话为例,首先拨号的人类似于客户端,接听电话的人必须保持电话畅通类似于服务器。

连接一旦建立以后,就客户端和服务器端就可以进行数据传递了,而且两者的身份是等价的。

在一些程序中,程序既有客户端功能也有服务器端功能,最常见的软件就是BT、emule这类软件了。

下面来谈一下如何建立连接以及如何发送数据。

1.4.2 IP地址和域名

在现实生活中,如果要打电话则需要知道对应人的电话号码,如果要寄信则需要知道收信人的地址。在网络中也是这样,需要知道一个设备的位置,则需要使用该设备的IP地址,具体的连接过程由硬件实现,程序员不需要过多的关心。

IP地址是一个规定,现在使用的是IPv4,既由4个0-255之间的数字组成,在计算机内部存储时只需要4个字节即可。在计算机中,IP地址是分配给网卡的,每个网卡有一个唯一的IP地址,如果一个计算机有多个网卡,则该台计算机则拥有多个不同的IP地址,在同一个网络内部,IP地址不能相同。IP地址的概念类似于电话号码、身份证这样的概念。

由于IP地址不方便记忆,所以有专门创造了域名(Domain Name)的概念,其实就是给IP取一个字符的名字,例如163.com、sina.com等。IP和域名之间存在一定的对应关系。如果把IP地址类比成身份证号的话,那么域名就是你的姓名。

其实在网络中只能使用IP地址进行数据传输,所以在传输以前,需要把域名转换为IP,这个由称作DNS的服务器专门来完成。

所以在网络编程中,可以使用IP或域名来标识网络上的一台设备。

1.4.3 端口的概念

为了在一台设备上可以运行多个程序,人为的设计了端口(Port)的概念,类似的例子是公司内部的分机号码。

规定一个设备有216个,也就是65536个端口,每个端口对应一个唯一的程序。每个网络程序,无论是客户端还是服务器端,都对应一个或多个特定的端口号。由于0-1024之间多被操作系统占用,所以实际编程时一般采用1024以后的端口号。

使用端口号,可以找到一台设备上唯一的一个程序。

所以如果需要和某台计算机建立连接的话,只需要知道IP地址或域名即可,但是如果想和该台计算机上的某个程序交换数据的话,还必须知道该程序使用的端口号。

1.4.4 数据传输方式

知道了如何建立连接,下面就是如何传输数据了,先来看一下数据传输的方式。

在网络上,不管是有线传输还是无线传输,数据传输的方式有两种:

<!--[if !supportLists]-->l <!--[endif]-->TCP(Transfer Control Protocol)

传输控制协议方式,该传输方式是一种稳定可靠的传送方式,类似于显示中的打电话。只需要建立一次连接,就可以多次传输数据。就像电话只需要拨一次号,就可以实现一直通话一样,如果你说的话不清楚,对方会要求你重复,保证传输的数据可靠。

使用该种方式的优点是稳定可靠,缺点是建立连接和维持连接的代价高,传输速度不快。

<!--[if !supportLists]-->l <!--[endif]-->UDP(User Datagram Protocol)

用户数据报协议方式,该传输方式不建立稳定的连接,类似于发短信息。每次发送数据都直接发送。发送多条短信,就需要多次输入对方的号码。该传输方式不可靠,数据有可能收不到,系统只保证尽力发送。

使用该种方式的优点是开销小,传输速度快,缺点是数据有可能会丢失。

在实际的网络编程中,大家可以根据需要选择任何一种传输方式,或组合使用这两种方式实现数据的传递。

1.4.5 协议的概念

协议(Protocol)是网络编程中一个非常重要的概念,指的是传输数据的格式。因为大家在网络中需要传输各种各样的信息,在程序中获得到的都是一组数值,如何阅读这些数值呢,就需要提前规定好这组数据的格式,在客户端按照该格式生成发送数据,服务器端按照该格式阅读该数据,然后在按照一定的格式生成数据反馈给客户端,客户端再按照该格式阅读数据。现实中类似的例子就是电报编码,每个数字都是用特定的数据表达。

一般程序的协议都分成客户端发送的数据格式,以及服务器端反馈的数据格式,客户端和服务器端都遵循该格式生成或处理数据,实现两者之间的复杂数据交换。

1.4.6 小结

网络编程就是使用IP地址,或域名,和端口连接到另一台计算机上对应的程序,按照规定的协议(数据格式)来交换数据,实际编程中建立连接和发送、接收数据在语言级已经实现,做的更多的工作是设计协议,以及编写生成和解析数据的代码罢了,然后把数据转换成逻辑的结构显示或控制逻辑即可。

需要了解更多的网络编程的知识,建议阅读《JAVA2网络协议内幕》一书。

文章来源:http://blog.csdn.net/Mailbomb/archive/2008/04/09/2269502.aspx