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Java网络编程中IP详解

ai 2025/6/23 12:59:25

在Java网络编程中，IP（Internet Protocol）是网络通信的基础，用于标识网络中的设备。以下是关于IP在Java中的关键知识点详解：

1. IP地址表示：`InetAddress` 类

Java通过 java.net.InetAddress 类表示IP地址（IPv4/IPv6）。该类不提供公共构造方法，需通过静态工厂方法获取实例。

常用方法：

// 获取本机IP地址
InetAddress localHost = InetAddress.getLocalHost(); // 通过域名解析IP
InetAddress googleAddr = InetAddress.getByName("www.google.com"); // 获取所有关联的IP地址（应对负载均衡）
InetAddress[] allAddrs = InetAddress.getAllByName("www.facebook.com");// 获取IP字符串（如 "192.168.1.1"）
String ip = localHost.getHostAddress(); // 获取主机名（如 "MyComputer.local"）
String hostName = localHost.getHostName();

2. IP地址类型

IPv4 vs IPv6

IPv4：32位地址（如 192.168.1.1），Java默认支持。
IPv6：128位地址（如 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334），Java通过 Inet6Address 子类支持。

检查IP类型：

if (addr instanceof Inet6Address) {System.out.println("IPv6 Address");
} else {System.out.println("IPv4 Address");
}

3. 特殊IP地址

回环地址（Loopback）：127.0.0.1 (IPv4) 或 ::1 (IPv6)，用于本地测试。

InetAddress loopback = InetAddress.getLoopbackAddress(); // 返回127.0.0.1

通配地址（Wildcard）：0.0.0.0，表示监听所有网络接口（常用于服务器绑定）。
```
ServerSocket server = new ServerSocket(8080, 50, InetAddress.getByName("0.0.0.0"));
```

4. 网络接口操作：`NetworkInterface` 类

获取网卡信息（如MAC地址、IP列表）：

Enumeration<NetworkInterface> interfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();
while (interfaces.hasMoreElements()) {NetworkInterface ni = interfaces.nextElement();System.out.println("Interface: " + ni.getName());// 获取该网卡的所有IP地址Enumeration<InetAddress> addrs = ni.getInetAddresses();while (addrs.hasMoreElements()) {InetAddress addr = addrs.nextElement();System.out.println(" - IP: " + addr.getHostAddress());}
}

5. IP地址验证

手动验证IPv4格式：

public static boolean isValidIPv4(String ip) {String[] segments = ip.split("\\.");if (segments.length != 4) return false;for (String seg : segments) {try {int num = Integer.parseInt(seg);if (num < 0 || num > 255) return false;} catch (NumberFormatException e) {return false;}}return true;
}

使用 `InetAddress` 验证（触发DNS解析）：

try {InetAddress.getByName(ipString); // 能解析即合法return true;
} catch (UnknownHostException e) {return false;
}

6. DNS解析

Java的 InetAddress 依赖操作系统DNS解析：

// 强制刷新DNS缓存（默认缓存策略依赖JVM/OS）
InetAddress.getByName("example.com"); // 首次解析
InetAddress.getByName("example.com"); // 可能使用缓存// 控制缓存策略（JVM参数）
// - 禁用DNS缓存：`networkaddress.cache.ttl=0`
// - 设置缓存时间：`-Dsun.net.inetaddr.ttl=60`

7. 网络连通性测试

使用 isReachable() 检查主机是否可达（类似Ping）：

InetAddress target = InetAddress.getByName("8.8.8.8");
boolean reachable = target.isReachable(5000); // 超时5秒
System.out.println("Google DNS is reachable: " + reachable);

注意：该方法受系统防火墙/ICMP策略影响，可靠性有限。

8. IPv6兼容性处理

在双栈环境（同时支持IPv4/IPv6）中，优先使用IPv6：

// JVM启动参数（优先使用IPv4）
System.setProperty("java.net.preferIPv4Stack", "true");// 优先使用IPv6（默认）
System.setProperty("java.net.preferIPv6Addresses", "true");

9. 实战示例：获取本机所有IP地址

public static void listLocalIPs() {try {Enumeration<NetworkInterface> interfaces = NetworkInterface.getNetworkInterfaces();while (interfaces.hasMoreElements()) {NetworkInterface ni = interfaces.nextElement();if (ni.isUp() && !ni.isLoopback()) { // 过滤已启用且非回环的网卡Enumeration<InetAddress> addrs = ni.getInetAddresses();while (addrs.hasMoreElements()) {InetAddress addr = addrs.nextElement();System.out.println(ni.getName() + " : " + addr.getHostAddress());}}}} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();}
}