网络编程 - 1
目录
为什么需要网络编程？ —— 丰富的网络资源
什么是网络编程
网络编程中的基本概念
发送端和接收端
请求和相应
客户端和服务端
常见的客户端服务端模型
Socket 套接字
概念
分类
解释
有连接 / 无连接
可靠传输 / 不可靠传输
面向字节流 / 面向数据报
全双工 / 半双工
Java 数据报套接字通信模型
Java 流套接字通信模型
Socket 编程注意事项
完！
为什么需要网络编程？ —— 丰富的网络资源
用户在浏览器中，打开在线视频资源，看视频等等，实质上是通过网络，获取到网络上的一个视频资源。
与打开本地视频文件类似，只是这个视频文件的来源是网络。相比本地资源来说，网络提供了更为丰富的网络资源。
所谓网络资源，其实就是在网络中可以获取的各种数据资源。而所有的网络资源，都是通过网络编程来进行数据传输的。
什么是网络编程
网络编程，指网络上的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（网络数据传输）。
也可以只需要满足进程不同即可。所以即使是同一个主机，只要是不同进程，基于网络来传输数据，也属于网络编程。
特殊的，对于开发来说，在条件有限的情况下，一般也都是在一个主机中运行多个进程来完成网络编程。
但，我们一定要明确，我们的目的是提供网络上的不同主机，基于网络来传输数据资源。
进程 A：编程来获取网络资源
进程 B：编程来提供网络资源
网络编程中的基本概念
发送端和接收端
在一次网络数据传输时：
发送端：数据的发送方进程，称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。
接收端：数据的接收方进程，称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。
收发端：即发送数据，又接收数据。
注意：发送端和接收端只是相对的，只是一次网络数据传传输中，产生数据流向中的概念。
请求和相应
一般来说，获取一个网络资源，涉及到两次网络数据传输。
第一次：请求数据的发送（request）。
第二次：相应数据的发送（response）。
举个栗子：在快餐店点一个汉堡包。要先发起请求：点一份汉堡包，再有快餐店提供的对应相应：提供一份汉堡包。
客户端和服务端
服务端：在常见的网络数据传输场景下，把提供服务的一方进程，称为服务端，可以提供对外服务。
客户端：获取服务的一方进程，称为客户端。
客户端获取服务资源：
客户端保存资源在服务端：
举个例子：在银行办业务
银行提供存款的服务：用户（客户端）保存资源（现金）在银行（服务端）
银行提供取款的服务：用户（客户端）获取服务端资源（银行替用户保管的现金）
常见的客户端服务端模型
最常见的场景，客户端是指给用户的程序，服务端是指提供用户服务的程序：
1. 客户端先发送请求到服务端
2. 服务端根据请求数据，执行相应的业务处理
3. 服务端返回相应：发送业务处理结果
4. 客户端根据相应的数据，展示处理结果（展示获取的资源，或提示保存资源的处理结果）
补充：客户端和服务器之间的交互，也是有多种模式的：
1. “一问一答”：一个请求对应一个相应，一对一（最常见的模式，后续进行“网站开发”（web开发）也是使用这种一问一答的模式）
2. “一问多答”：一个请求对应多个响应。（这个场景最主要是涉及到“下载”的场景中）
3. “多问一答”：多个请求，对应一个响应。（这个场景主要涉及到“上传”）
3. “多问多答”：一个请求可能对应多个响应，一个响应也可能对应多个请求。（这个场景主要涉及到“远程控制 / 远程桌面”。我们进行的鼠标键盘操作，都会作为一个一个的请求发送过去，另一方看到的画面，作为响应~）
Socket 套接字
概念
Socket 套接字，是由系统提供用于网络通信的技术， 是基于 TCP / IP 协议的网络通信的基本操作单元。基于 Socket 套接字的网络程序开发就是网络编程。
分类
Socket 套接字主要针对传输层协议划分为如下三类：
流套接字：使用传输层的 TCP 协议
TCP，即 Transmission Control Protocol（传输控制协议），传输层协议。
以下是 TCP 的特点（后续会详细介绍）
- 有连接
- 可靠传输
- 面向字节流
- 全双工
- 有接收缓冲区，也有发送缓冲区
- 大小不限
对于字节流来说，可以简单的理解为，传输数据是基于 IO 流，流式数据的特征就是在 IO 流没有关闭的情况下，是无边界的数据，可以多次发送，也可以分开多次接收。
数据报套接字：使用 UDP 协议
UDP，即 User Datagram Protocol（用户数据报协议），传输层协议。
以下是 UDP 的特点（后续会细节介绍）
- 无连接
- 不可靠传输
- 面向数据报
- 全双工
- 有接收缓冲区，五发送缓冲区
- 大小受限：一次最多传输 64 KB
对于数据报来说，可以简单的理解为，传输数据是一块一块的，发送一块数据假如 100 个字节，必须一次发送，接收也必须一次接收 100 字节，而不能分 100 次，每次接收 1 个字节。
原始套接字
用于自定义传输层协议，用于读写内核没有处理的 IP 协议数据。（在此并不做了解）
解释
有连接 / 无连接
有连接：此处我们所提到的“连接”，并不是物理意义的连接，而是一种抽象的，虚拟的连接。（本质上是通信双方各自保存对方的相关信息）。
简单的例子：打电话，是一种有连接的通信方式，A 这边拨号，B 那边需要接通，才能说话。B 可以选择接通或者不接通。
连接首先的特点是双方都能认同。
无连接则是 发短信。无论 B 是否同意，A 都能发过去~
可靠传输 / 不可靠传输
网络上存在的“异常情况”是非常多的，无论使用什么样的软硬件的技术手段，都无法 100% 保证网络数据能够从 A 一定传输到 B。
此处谈到“可靠传输”，是尽可能的完成数据传输，虽然无法确保数据到达对方，至少可以知道，当前这个数据，对方是不是收到了。
此处谈到的可靠性，主要指的是，发送的数是否送到，发送方能够清楚的感知到~
面向字节流 / 面向数据报
面向字节流：此处谈到的字节流和文件中的字节流完全一致。网络中传输数据的基本单位就是字节。 TCP
面向数据报：每次传输的基本单位是一个数据报（由一系列字节构成）特定的结构 - UDP
全双工 / 半双工
全双工：一个信道，可以双向通信。
半双工：一个信道，只能单向通信
Java 数据报套接字通信模型
UDP 协议来说，具有无连接，面向数据报的特征，即每次都是没有建立连接，并且一次发送全部数据包，一次接收全部的数据报。
Java 中使用 UDP 协议通信，主要是基于 DatagramSocket 类来创建数据报套接字，并使用 DatagramPacket 作为发送或接收的 UDP 数据报。对于一次发送及接收 UDP 数据报的流程如下：
以上只是一次发送端的 UDP 数据报发送，及接收端的数据报接收，并没有返回的数据。也就是只有请求，没有响应。对于一个服务器来说，重要的是提供多个客户端的请求处理及响应，流程如下：
Java 流套接字通信模型
Socket 编程注意事项
1. 客户端和服务器：开发时，经常是基于一个主机开启两个进程作为客户端和服务器，但真实的场景，一般都是不同主机。
2. 注意目的 IP 和目的端口号，表示了一次数据传输时要发送数据的终点主机和进程
3. Socket 编程我们是使用流套接字和数据报套接字，基于传输层的 TCP 或 UDP 协议，但应用层协议，也需要考虑，后面会说明如何设计应用层协议。
4. 如果一个进程 A 已经绑定了一个端口，再启动另一个进程 B 绑定该端口，这种情况也叫做端口被占用。Java 进程中，端口被占用的常见报错信息如下：
此时可以检查一下进程 B 绑定的是哪个端口，再查看该端口被那个进程占用。
- 在 cmd 中输入 netstat -ano | findstr 端口号，就可以显示出对应进程的 pid。
- 在任务管理器中，通过 pid 查找进程
解决端口被占用的问题：
- 如果占用端口的进程 A 不需要运行，就可以关闭 A 之后，再启动需要绑定该端口的进程 B
- 如果需要运行 A 进程，则可以修改进程 B 的绑定端口，换为其他没有使用的端口。