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JavaSE进阶CP网络通信

通讯要素2:网络通信协议

网络通信协议

计算机网络中实现通信必须有一些约定,即通信协议,对速率、传输代码、代码结构、传输控制步骤、出错控制等制定标准。

通信协议分层的思想

由于结点之间联系很复杂,在制定协议时,把复杂成份分解成一些简单的成份,再将它们复合起来。最常用的复合方式是层次方式,即同层间可以通信、上一层可以调用下一层,而与再下一层不发生关系。各层互不影响,利于系统的开发和扩展。

TCP/IP协议簇

传输层协议中有两个非常重要的协议:

  • 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol)
  • 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol)。

TCP/IP 以其两个主要协议:传输控制协议(TCP)和网络互联协议(IP)而得名,实际上是一组协议,包括多个具有不同功能且互为关联的协议。

IP(Internet Protocol)协议是网络层的主要协议,支持网间互连的数据通信。

TCP/IP协议模型从更实用的角度出发,形成了高效的四层体系结构,即物理链路层、IP层、传输层和应用层

TCP 和 UDP

TCP协议:

  • 使用TCP协议前,须先建立TCP连接,形成传输数据通道
  • 传输前,采用“三次握手”方式,是可靠的
  • TCP协议进行通信的两个应用进程:客户端、服务端
  • 在连接中可进行大数据量的传输
  • 传输完毕,需释放已建立的连接,效率低

UDP协议:

  • 将数据、源、目的封装成数据包,不需要建立连接
  • 每个数据报的大小限制在64K内
  • 因无需连接,故是不可靠的
  • 发送数据结束时无需释放资源,速度快

Socket

  1. 利用套接字(Socket)开发网络应用程序早已被广泛的采用,以至于成为事实上的标准。
  2. 通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点
  3. 网络通信其实就是Socket间的通信。
  4. Socket允许程序把网络连接当成一个流,数据在两个Socket间通过IO传输。
  5. 一般主动发起通信的应用程序属客户端,等待通信请求的为服务端

基于Socket的TCP编程

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Socket类的常用方法

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ServerSocket类的常用方法

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基于Socket的TCP编程

客户端Socket的工作过程包含以下四个基本的步骤:

Ø 创建 Socket:根据指定服务端的 IP 地址或端口号构造 Socket 类对象。若服务器端响应,则建立客户端到服务器的通信线路。若连接失败,会出现异常。

Ø 打开连接到 Socket 的输入/出流: 使用 getInputStream()方法获得输入流,使用 getOutputStream()方法获得输出流,进行数据传输

Ø 按照一定的协议对 Socket 进行读/写操作:通过输入流读取服务器放入线路的信息(但不能读取自己放入线路的信息),通过输出流将信息写入线程。

Ø 关闭 Socket:断开客户端到服务器的连接,释放线路

客户端创建Socket对象

客户端程序可以使用Socket类创建对象,创建的同时会自动向服务器方发起连接。Socket的构造方法是:

Ø Socket(String host,int port)throws UnknownHostException,IOException:向服务器(域名是host。端口号为port)发起TCP连接,若成功,则创建Socket对象,否则抛出异常。

Ø Socket(InetAddress address,int port)throws IOException:根据InetAddress对象所表示的IP地址以及端口号port发起连接。

客户端建立socketAtClient对象的过程就是向服务器发出套接字连接请求

Socket s = new Socket(“192.168.40.165”,9999);
OutputStream out = s.getOutputStream();
out.write(“hello”.getBytes());
s.close();

服务器程序的工作过程包含以下四个基本的步骤:

调用 ServerSocket(int port) :创建一个服务器端套接字,并绑定到指定端口上。用于监听客户端的请求。

调用 accept():监听连接请求,如果客户端请求连接,则接受连接,返回通信套接字对象。

调用 该Socket类对象的 getOutputStream() 和 getInputStream ():获取输出流和输入流,开始网络数据的发送和接收。

关闭ServerSocket和Socket对象:客户端访问结束,关闭通信套接字。

服务器建立 ServerSocket 对象

ServerSocket 对象负责等待客户端请求建立套接字连接,类似邮局某个窗口中的业务员。也就是说,服务器必须事先建立一个等待客户请求建立套接字连接的ServerSocket对象。

所谓“接收”客户的套接字请求,就是accept()方法会返回一个 Socket 对象

ServerSocket ss = new ServerSocket(9999);
Socket s = ss.accept ();
InputStream in = s.getInputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int num = in.read(buf);
String str = new String(buf,0,num);
System.out.println(s.getInetAddress().toString()+”:”+str);
s.close();
ss.close();

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