Java 網絡編程基礎考題

選擇題

1. 以下哪個類是Java中用于創建TCP服務器的核心類？

A. Socket
B. ServerSocket
C. DatagramSocket
D. URLConnection

答案：B

2. UDP協議的特點是什么？

A. 面向連接，可靠傳輸
B. 無連接，不可靠傳輸
C. 面向連接，不可靠傳輸
D. 無連接，可靠傳輸

答案：B

3. 在Java中，以下哪個類用于UDP通信？

A. Socket
B. ServerSocket
C. DatagramSocket
D. HttpURLConnection

答案：C

4. TCP三次握手的正確順序是？

A. SYN → ACK → SYN+ACK
B. SYN → SYN+ACK → ACK
C. ACK → SYN → SYN+ACK
D. SYN+ACK → SYN → ACK

答案：B

5. 以下哪個端口號范圍是系統保留端口？

A. 0-1023
B. 1024-49151
C. 49152-65535
D. 8000-9000

答案：A

填空題

1. Java中創建TCP客戶端連接使用 _______ 類，創建服務器端監聽使用 _______ 類。

答案：Socket, ServerSocket

2. UDP數據傳輸使用 _______ 類封裝數據，通過 _______ 類進行發送和接收。

答案：DatagramPacket, DatagramSocket

3. 網絡編程中，_______ 用于標識網絡中的主機，_______ 用于標識主機上的具體服務。

答案：IP地址, 端口號

4. TCP是 _______ 協議，提供 _______ 的數據傳輸服務。

答案：面向連接, 可靠

5. 在Java網絡編程中，_______ 類可以用來解析URL并建立HTTP連接。

答案：URLConnection

簡答題

1. 簡述TCP和UDP的主要區別。

答案：

  • 連接性：TCP是面向連接的，UDP是無連接的
  • 可靠性：TCP提供可靠傳輸，UDP不保證數據到達
  • 速度：UDP傳輸速度快，TCP相對較慢
  • 數據完整性：TCP保證數據完整性和順序，UDP不保證
  • 應用場景：TCP適用于文件傳輸、網頁瀏覽等，UDP適用于視頻直播、游戲等

2. 解釋什么是Socket，以及它在網絡編程中的作用。

答案：
Socket是網絡編程中的一個抽象概念，代表網絡通信的端點。它的作用包括：

  • 提供應用程序與網絡協議棧的接口
  • 封裝了復雜的網絡通信細節
  • 支持不同的協議（TCP、UDP等）
  • 實現進程間的網絡通信
  • 提供數據的發送和接收功能

3. 描述TCP連接建立的三次握手過程。

答案：

  1. 第一次握手：客戶端發送SYN包到服務器，請求建立連接
  2. 第二次握手：服務器收到SYN包后，發送SYN+ACK包給客戶端，確認連接請求
  3. 第三次握手：客戶端收到SYN+ACK包后，發送ACK包給服務器，確認連接建立

連接建立后，雙方可以開始數據傳輸。

編程題

1. 編寫一個簡單的TCP服務器，監聽8080端口，接收客戶端消息并回顯。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try (ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080)) {
            System.out.println("服務器啟動，監聽端口8080");
            
            while (true) {
                Socket clientSocket = serverSocket.accept();
                
                BufferedReader in = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(clientSocket.getInputStream()));
                PrintWriter out = new PrintWriter(
                    clientSocket.getOutputStream(), true);
                
                String message = in.readLine();
                System.out.println("收到消息: " + message);
                out.println("回顯: " + message);
                
                clientSocket.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

2. 編寫對應的TCP客戶端，連接上述服務器并發送消息。

import java.io.*;
import java.net.*;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try (Socket socket = new Socket("localhost", 8080)) {
            PrintWriter out = new PrintWriter(
                socket.getOutputStream(), true);
            BufferedReader in = new BufferedReader(
                new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            
            out.println("Hello Server!");
            String response = in.readLine();
            System.out.println("服務器響應: " + response);
            
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3. 編寫一個UDP服務器，接收客戶端數據包并返回響應。

import java.net.*;

public class UDPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket(9999)) {
            System.out.println("UDP服務器啟動，監聽端口9999");
            
            byte[] buffer = new byte[1024];
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
            
            while (true) {
                socket.receive(packet);
                String message = new String(packet.getData(), 0, packet.getLength());
                System.out.println("收到: " + message);
                
                String response = "收到: " + message;
                byte[] responseData = response.getBytes();
                DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(
                    responseData, responseData.length, 
                    packet.getAddress(), packet.getPort());
                
                socket.send(responsePacket);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4. 編寫對應的UDP客戶端。

import java.net.*;

public class UDPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try (DatagramSocket socket = new DatagramSocket()) {
            String message = "Hello UDP Server!";
            byte[] data = message.getBytes();
            
            DatagramPacket packet = new DatagramPacket(
                data, data.length, 
                InetAddress.getByName("localhost"), 9999);
            
            socket.send(packet);
            
            byte[] buffer = new byte[1024];
            DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(buffer, buffer.length);
            socket.receive(responsePacket);
            
            String response = new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());
            System.out.println("服務器響應: " + response);
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

分析題

1. 分析以下代碼的問題并給出改進建議：

public class BadServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket server = new ServerSocket(8080);
        Socket client = server.accept();
        // 處理客戶端請求
        client.close();
        server.close();
    }
}

問題分析：

  1. 沒有異常處理機制
  2. 只能處理一個客戶端連接
  3. 沒有使用try-with-resources管理資源
  4. 缺少實際的數據處理邏輯

改進建議：

  • 使用try-with-resources確保資源正確關閉
  • 添加循環處理多個客戶端
  • 添加異常處理
  • 考慮使用多線程處理并發連接