Java培训课程之TCP网络通信

1 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。

2 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

3 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

4 Socket

  • 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。
  • 通信的两端都要有Socket,是两台机器间通信的端点
  • 网络通信其实就是Socket间的通信。
  • 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。
  • 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

5 基于Socket的TCP编程

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6 Socket类的常用方法

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7 ServerSocket类的常用方法

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8 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:
    • 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。
    • 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
    • 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。
    • 关闭 Socket断开客户端到服务器的连接,释放线路

8.1 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:
    • 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。
    • 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();

 

8.2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。

8.3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();

 

9 例 题

1.客户端发送内容给服务端,服务端将内容打印到控制台上。

2.客户端发送内容给服务端,服务端给予反馈。

3.从客户端发送文件给服务端,服务端保存到本地。并返回“发送成功”给客户端。并关闭相应的连接。


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