Socket网络编程TCP、UDP演示样例

Socket网络编程：

1) OSI(了解)：

国际标准化组织ISO(International Orgnization for Standardization)指定了网络通信的模型：开放系统互联(OSI,Open System Interconnection)，把网络通信工作分为七层：物理层(最底层)-数据链路层-网络层-传输层-会话层-表示层-应用层(应用程序)

	数据格式	功能与连接方式	典型设备
应用层		网络服务与使用者应用程序间的一个接口
表示层		数据表示、数据安全、数据压缩
会话层		建立、管理和终止会话
传输层	数据组织成数据段Segment	用一个寻址机制来标识一个特定的应用程序（port号）
网络层	切割和又一次组合数据包Packet	基于网络层地址（IP地址）进行不同网络系统间的路径选择	路由器
数据链路层	将比特信息封装成数据帧Frame	在物理层上建立、撤销、标识逻辑链接和链路复用 以及差错校验等功能。通过使用接收系统的硬件地址或物理地址来寻址	网桥、交换机、网卡
物理层	传输比特（bit）流	建立、维护和取消物理连接	光纤、同轴电缆、 双绞线、中继器和集线器

2) TCP/IP模型：网络通信协议。将OSI简化为四层：

a. 应用层：

b. 传输层：TCP协议、UDP协议是传输层协议

c. 网络层：IP协议、ICMP协议是传输层协议

d. 网络接口层：

①　TCP协议（传输控制协议）:

传输层协议。面向连接（须要建立两方会话），可靠的（发送若没收回确认信息，则又一次发送）。速度慢。

建立TCP连接须要三次握手，终止它须要四次握手。比如：web应用。下载文件断点续传。

②　UDP协议（用户数据报协议）:

传输层协议。面向无连接（仅仅是一方发送）。不可靠（仅仅发送不确认，可能会丢包）。速度快，将数据压缩成数据包，数据报限制大小在64K以内。

如：CS,QQ，在线视频，语音电话。

③　IP协议：

网络层协议。面向无连接。

IP地址（IPv4）由4个字节组成。具有唯一性。依据网络号和主机号所占字节数分为ABCDE五类地址。

（參考《TCP/IP具体解释》）

④　ICMP协议：

网络层协议。面向无连接，用于传输出错报告控制信息.比方用于检查网络通不通的Ping命令，“Ping”的过程实际上就是ICMP协议工作的过程。

3) Socket网络编程：

①　原理：通过建立一个双向的网络通信连接实现数据交换，通信的两端都称作一个Socket。

②　广泛使用：能够在Linux。Unix，Windows平台使用而且C语言，JAVA都支持Socket。

③　网络通讯要素：

IP地址、port号、传输协议

④　JAVA Socket通信须要java.net包下的Socket和ServerSocket实现client和server端。

建立连接所需的寻址信息是远程计算机的IP地址和port号。

port号：[了解]port号占两个字节。一台机器能够存在65536个port号，port有什么用呢？我们知道。一台拥有IP地址的主机能够提供很多服务，比方Web服务、FTP服务、SMTP服务等，这些服务全然能够通过1个IP地址来实现。那么，主机是如何区分不同的网络服务呢？显然不能仅仅靠IP地址，由于IP 地址与网络服务的关系是一对多的关系。实际上是通过“IP地址+port号”来区 分不同的服务的。

0-1024为系统保留port，ftpport是21，smtpport号25，pop3port号110，port号分为TCPport和UDPport，每一个都有65536个。

⑤　DNS:Domain Name System，域名系统 ，依据主机名找到对于的ip地址。先到C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts文件里解析。

⑥　JAVA中使用网络编程：

a. UDP方式:

建立DatagramSocket对象。作为发送端和接收端。利用send和receive方法对数据包进行传输。建立DatagramPacket数据包作为发送和存储信息的载体。

通过getData、getPort、getAddress.getHostAddress等方法获取对方数据、对方port和对方主机ip地址。

b. TCP方式：

建立client：建立Socket对象，构造时指定连接的主机的ip地址/主机名、port。利用getInputStream、getOutputStream方法得到字节输入输出流。

TCP:

一句话：server端绑定(创建Socket时绑定)并监听(accept方法)一个port，client连接到这个port，两者通过各自建立一个socket，利用getOutputStream和getInputStream方法进行write和read，完毕通信，client使用的port是系统随机指定的，不必关心。

使用TCP进行网络编程。client向server端发送一个字符串。

server收到该字符串后将其打印到命令行上，然后向client返回该字符串的长度，最后。

client输出server端返回的该字符串的长度。

TCP_client.java

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class TCP_client {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//创建一个流套接字并将其连接到指定 IP 地址/主机名的指定端口号。
		Socket socket = new Socket("lj", 8888);
		//Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 8888);
		System.out.println("client started");
		//server端发送数据到客户端,从键盘获取该字符串
		System.out.println("请输入字符串:");
		BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		String line = bufferedReader.readLine();
		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
		outputStream.write(line.getBytes());
		//客户端接收server端数据
		InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		byte[] buf = new byte[1024];
		int len = inputStream.read(buf);
		String text = new String(buf,0,len);
		System.out.println("长度为:"+text);
		socket.close();
	}
}

TCP_server.java

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCP_server {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		//创建绑定到特定端口服务器Socket
		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
		System.out.println("server started...");
		//监听该Socket端口
		 Socket socket = serverSocket.accept();
		 //服务器端接收client数据
		 InputStream inputStream = socket.getInputStream();
		 byte[] buf = new byte[1024];
		 int len = inputStream.read(buf);
		 String text = new String(buf,0,len);
		 System.out.println(text);
		 //服务器端发送返回数据到client
		 OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
		 outputStream.write(String.valueOf(text.length()).getBytes());
		 serverSocket.close();
	}
}

UDP:

一句话。接收端绑定并监听一个port，建立数据包并通过Socket的receive(dp)方法接收，发送端建立数据包并指定接收端ip地址与port。通过Socket的send(dp)方法发送。

发送端使用的port是系统随机指定的，不必关心。

使用UDP进行网络编程。发送端向接收端发送一个字符串。接收端收到该字符串后将其打印到命令行上。

UDP_client.java

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;

public class UDP_client {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(10000);
		System.out.println("client started...");
		BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		byte[] buf =reader.readLine().getBytes();
		//第三个參数是发送的指定的Socket端口
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf , buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),1111);
		socket.send(packet);//堵塞式
		socket.close();
	}
}

UDP_server.java

import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;

public class UDP_server {
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		DatagramSocket socket = new DatagramSocket(1111);
		System.out.println("server started...");
		byte[] buf = new byte[1024];
		DatagramPacket packet = new DatagramPacket(buf,buf.length);//client数据包须要指定端口号，服务器端不用指定。

socket.receive(packet);
		//packet.getPort()返回某台远程主机的端口号，此数据报将要发往该主机或者是从该主机接收到的。

System.out.println("http://"+packet.getAddress().getHostAddress()+":"+(packet.getPort()));
		System.out.println(new String(packet.getData()));
		socket.close();
	}
}