Java网络编程从入门到精通（28）：获取ServerSocket信息的方法及FTP原理

阙贵

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><!--[if !mso]><style>st1":*{behavior:url(#ieooui) }</style><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:Wingdings;panose-1:5 0 0 0 0 0 0 0 0 0;}&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}/* List Definitions */&#64;list l0{}&#64;list l0:level1{margin-left:21.0pt;text-indent:-21.0pt;font-family:Wingdings;}&#64;list l0:level2{margin-left:39.75pt;text-indent:-18.75pt;}ol{margin-bottom:0cm;}ul{margin-bottom:0cm;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->本文为原创，如需转载，请注明作者和出处，谢谢！
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与ServerSocket对象相关的信息有两个：绑定端口和绑定IP地址。绑定端口可以通过getLocalPort方法获得。绑定IP地址可以通过getInetAddress方法获得。
　　一、getLocalPort方法
getLocalPort方法的返回值可分为以下三种情况：
1.ServerSocket对象未绑定端口，getLocalPort方法的返回值为-1。
2.ServerSocket对象绑定了一个固定的端口，getLocalPort方法返回这个固定端口。
3.ServerSocket对象的绑定端口为0，getLocalPort方法返回一个随机的端口（这类端口被称为匿名端口）。
getLocalPort方法的定义如下：

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->publicintgetLocalPort()

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->getLocalPort方法主要是为这些匿名端口而准备的。下面的代码演示了ServerSocket对象产生随机端口的过程：

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->package server;

importjava.net.*;

publicclassRandomPort
{
publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException
{
for(inti=1;i<=5;i++)
{
System.out.print("RandomPort"+i+"：");
System.out.println(newServerSocket(0).getLocalPort());
}
}
}
运行结果：
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--{cps..13}</style>
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->RandomPort1：1397
RandomPort2：1398
RandomPort3：1399
RandomPort4：1400
RandomPort5：1401

在大多数时候ServerSocket对象都会绑定一个固定的端口。但有时客户端只需要和服务端进行短暂的连接，这时就可以使用匿名端口。如我们经常用的FTP服务就是如此。
FTP服务器一般分为两种工作模式：主动模式（Port模式）和被动模式（PASV模式）。在这里主动和被动都是指FTP服务器。
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:Wingdings;panose-1:5 0 0 0 0 0 0 0 0 0;}&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}/* List Definitions */&#64;list l0{}&#64;list l0:level1{margin-left:21.0pt;text-indent:-21.0pt;font-family:Wingdings;}ol{margin-bottom:0cm;}ul{margin-bottom:0cm;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->
1. 主动模式
在主动模式中，FTP服务器绑定了两个端口：21和20 (这两个端口是默认值，可以设成别的端口)。其中21端口负责客户端和服务器之间的命令传送。一开始，由客户端主动连接服务端的21端口，并且向服务器发送相应的FTP命令。另外一个端口20是负责客户端和服务端的数据传送。但要注意，并不是客户端主动连接服务端的20端口，而是在客户端创建一个使用匿名端口的服务端连接（在Java中就是创建一个ServerSocket对象，并且绑定端口是0）。然后客户端通过21端口将这个匿名端口通知服务端。最后，服务端主动连接客户端的这个匿名端口（所以这种模式叫主动模式，就是服务器主动连接客户端）。图1描述主动模式的工作原理。
http://seara.iyunv.com/images/blogjava_net/nokiaguy/ftp_1.jpg

图1 主动模式的工作原理



<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:Wingdings;panose-1:5 0 0 0 0 0 0 0 0 0;}&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}/* List Definitions */&#64;list l0{}&#64;list l0:level1{margin-left:21.0pt;text-indent:-21.0pt;font-family:Wingdings;}ol{margin-bottom:0cm;}ul{margin-bottom:0cm;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->从图1可以看出，在主动模式中，在传送命令和数据时，建立连接的过程是相反的。也就是说，在传送命令时，由客户端主动连接服务器的21端口。而传送数据时，由服务器主动连接客户端的匿名端口。这种方式是FTP服务器最初的工作模式，但这种模式有很大的局限性。如客户端通过代理上网，而且未做端口映射。在这种情况下，服务端是无法主动和客户端建立连接的。因此，这就产生的另一种模式：被动模式。
2. 被动模式
被动模式和主动模式在传送命令的方式上是一样的。它们的区别就在于数据的传输上。被动模式在建立命令传输通道后，服务端建立一个绑定到匿名端口的ServerSocket对象。并通过命令传输通道将这个匿名端口通知客户端，然后由客户端主动连接服务端的这个匿名端口。这对于服务端就是被动的，因此，这种模式叫被动模式。图2描述了被动模式的工作原理。

http://seara.iyunv.com/images/blogjava_net/nokiaguy/ftp_2.jpg

图2 被动模式的工作原理

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><!--[if !mso]><style>st1":*{behavior:url(#ieooui) }</style><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->现在的大多数FTP客户端软件的默认工作模式都是被动模式。因此，这种模式可以克服防火墙等的限制,并且客户端不需要有固定IP。但这种模式也有它的缺点，这就是在服务端要为客户开大量的端口（大多数FTP服务器开的端口范围是1024 ~ 5000，但有的服务器的范围达到1024 ~ 65535）。这对于服务器来说存在着一定的安全隐患。因此，如果可能的话，最好还是采用主动模式。
　　二、getInetAddress方法
getInetAddress可以得到ServerSocket对象绑定的IP地址。如果ServerSocket对象未绑定IP地址，返回0.0.0.0。getInetAddress方法的定义如下：

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->publicInetAddressgetInetAddress()
<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->
下面的代码演示了getInetAddress的使用方法：

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->ServerSocketserverSocket=newServerSocket();
serverSocket.bind(newInetSocketAddress("192.168.18.100",0));
System.out.println(serverSocket.getInetAddress().getHostAddress());


运行结果：
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->192.168.18.100

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><!--[if !mso]><style>st1":*{behavior:url(#ieooui) }</style><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->　　三、getLocalSocketAddress方法
这个方法其实是将getLocalPort和getInetAddress方法的功能集成到了一起。也就是说，使用getLocalSocketAddress方法可以同时得到绑定端口和绑定IP地址。这个方法返回了一个SocketAddress对象。SocketAddress类是一个抽象类，要想分别得到端口和IP地址，必须将SocketAddress对象转换成InetSocketAddress对象（InetSocketAddress类是从SocketAddress类继承的）。getLocalSocketAddress方法的定义如下：
<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->publicSocketAddressgetLocalSocketAddress()

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"><meta name="ProgId" content="Word.Document"><meta name="Generator" content="Microsoft Word 11"><meta name="Originator" content="Microsoft Word 11"><link rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CADMINI%7E1%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"><!--[if gte mso 9]><xml>Normal07.8 磅02falsefalsefalseMicrosoftInternetExplorer4</xml><![endif]--><!--[if gte mso 9]><![endif]--><style><!--/* Font Definitions */&#64;font-face{font-family:宋体;panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}&#64;font-face{font-family:""&#64;宋体";panose-1:2 1 6 0 3 1 1 1 1 1;}/* Style Definitions */p.MsoNormal, li.MsoNormal, div.MsoNormal{mso-style-parent:"";margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;text-justify:inter-ideograph;font-size:10.5pt;font-family:"Times New Roman";}/* Page Definitions */&#64;page{}&#64;page Section1{size:612.0pt 792.0pt;margin:72.0pt 90.0pt 72.0pt 90.0pt;}div.Section1{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style>/* Style Definitions */table.MsoNormalTable{mso-style-parent:"";font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman";}</style><![endif]-->下面的代码演示了getLocalSocketAddress的使用方法。

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />--> ServerSocketserverSocket=newServerSocket();
serverSocket.bind(newInetSocketAddress("192.168.18.100",1234));
System.out.println(serverSocket.getLocalSocketAddress());
InetSocketAddressnsa=(InetSocketAddress)serverSocket.getLocalSocketAddress();
System.out.println(nsa.getAddress().getHostAddress());
System.out.println(nsa.getPort());

运行结果：

<!--<br /><br />Code highlighting produced by Actipro CodeHighlighter (freeware)<br />http://www.CodeHighlighter.com/<br /><br />-->/192.168.18.100:1234
192.168.18.100
1234


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