基于TCP协议的Socket网络通信

发布于:2023-01-29 ⋅ 阅读:(686) ⋅ 点赞:(0)

一. 什么是网络(了解七层网络模型)?

  • 按区域可分为:

    • 局域网(区域小,如:一个房间、一栋楼)
    • 城域网(区域稍大,如:城市、省份)
    • 广域网(最大,如:国家、地球;Internet国际互联网就是最常用的广域网)
  • 按层次从上至下可分为:

    • 物理层:底层硬件(计算机)
    • 数据链路层:通信的介质
    • 网络层:寻址和路由 ( IP协议)
    • ​传输层:连接和数据通信 (TCP协议\UDP协议)
    • 会话层:管理会话
    • 表示层:处理数据格式、加密
    • 应用层:程序之间的通信(http协议\ftp协议\smtp协议\pop3协议)网络的七层模型

二. 什么是TCP/UDP协议?

主要控制点对点之间数据的通信

两者的区别:

  • TCP是可靠的连接,UDP是不可靠的连接
    • TCP类似打电话,需要先打通对方电话,等待对方有回应后才会跟对方继续说话,它一定会确认可以发信息以后才会把信息发出去。
      - UDP就好比发电报,发出去就完事了,对方有没有接收到它都不管。所以UDP是不可靠的。
  • TCP是面向连接的,UDP是面向无连接的
    • 面向连接是指发送数据之前必须在两端建立连接。建立连接的方法是“三次握手”,这样能建立可靠的连接。
  • TCP面向字节流传输,UDP是面向报文传输
    • TCP不像UDP一样那样一个个报文独立地传输,而是在不保留报文边界的情况下以字节流方式进行传输。

三.什么是socket?

定义

socket就是两个应用程序通过一个双向的通信连接实现数据的交换,连接的一段就是一个socket,又称为套接字。实现一个socket连接通信至少需要两个套接字,一个运行在服务端(插孔),一个运行在客户端(插头)。

套接字用于描述IP地址和端口,是一个通信链的句柄。应用程序通过套接字向网络发出请求或应答网络请求。注意的是套接字既不是程序也不是协议,只是操作系统提供给通信层的一组抽象API接口。

四.基于TCP协议的socket通信的实现步骤是怎样的?

TCP通信能实现两台计算机之间的数据交互,通信的两端要严格区分为客户端(Client)与服务端(Server)

在Java中,提供了两个类用于实现TCP通信程序:

客户端:java.net.Socket 类

  • 创建Socket对象,向服务端发出连接请求,服务端响应请求,两者建立连接开始通信。

服务端:java.net.ServerSocket类

  • 创建ServerSocket对象,相当于开启一个服务,并等待客户端的连接

注意:服务端程序需要事先启动,等待客户端的连接。客户端主动连接服务器端,连接成功才能通信。服务端不可以主动连接客户端。

生活场景:当你打电话给朋友时会先拨号,朋友听到电话铃声后会提起电话,此时你与朋友就建立了连接,
就可以通话了。等交流完毕挂断电话结束这次交谈。

具体实现步骤

  1. 服务端首先初始ServerSocket()
  2. 服务端对端口进行监听
  3. 服务端调用accept()堵塞,等待客户端连接。此时,若有一个客户端初始化了一个Socket,然后连接服务端connect()。若连接成功,此时客户端与服务端的连接就建立了。
  4. 客户端发送请求write(),服务端接收请求并处理read(),然后将回应发送给客户端write(),客户端读取数据read(),最后关闭连接close(),一次交互结束。

客户端的实现

循环发送与接收数据(注释见代码)

 			Socket socket = new Socket("主机ip", 端口号);
            //向服务端写入数据(开启自动刷新缓存)
            PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
            //控制台输入需要发送的数据
            InputStreamReader isr1 = new InputStreamReader(System.in);
            //将需要发送的数据存入缓存中
            BufferedReader br1 = new BufferedReader(isr1);
            //接收服务端的信息
            InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socket.getInputStream());
            //存入缓存
            BufferedReader br = new BufferedReader(isr);

            while (true){
                System.out.println("我说:");
                //读取服务端缓存的数据
                String s2 = br1.readLine();
                //将信息传给客户端
                pw.println(s2);
                //读取服务端的数据
                String s1 = br.readLine();
                System.out.println("服务端说:"+s1);
            }

服务端的实现

服务端与客户端的基本代码一样,服务端先进行数据的读,再进行数据的写

	       //初始ServerSocket
           ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
           System.out.println("=====服务端开启=====");
           //开启监听
           Socket socket = serverSocket.accept();

           //服务端接入,开始读取信息
           InputStreamReader isr = new InputStreamReader(socket.getInputStream());
           //存入缓存
           BufferedReader br = new BufferedReader(isr);
           //向客户端写入数据(开启自动刷新缓存)
           PrintWriter pw = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
           //控制台输入需要发送的数据
           InputStreamReader isr1 = new InputStreamReader(System.in);
           //将需要发送的数据存入缓存中
           BufferedReader br1 = new BufferedReader(isr1);
           
           while (true){
               //读取客户端的数据
               String s1 = br.readLine();
               System.out.println("客户端说:"+s1);
               System.out.println("我说:");
               String s2 = br1.readLine();
               //将信息传给客户端
               pw.println(s2);
		   }

如果需要关闭客户端可以在循环中设置跳出的条件,若当客户端输入bye时,可结束连接。同理,当服务端接收到bye时跳出当前while循环,继续循环等待其余客户端的连接。具体代码略…

注意:任意的IO流关闭后,socket自动关闭

测试

客户端测试:

服务端测试

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