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

6 Socket类的常用方法

7 ServerSocket类的常用方法

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。