一.网络编程中两个主要的问题
一个是如何准确的定位网络上一台或多台主机,另一个就是找到主机后如何可靠高效的进行数据传输。
在TCP/IP协议中IP层主要负责网络主机的定位,数据传输的路由,由IP地址可以唯一地确定Internet上的一台主机。
而TCP层则提供面向应用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的数据传输机制,
这是网络编程的主要对象,一般不需要关心IP层是如何处理数据的。
目前较为流行的网络编程模型是客户机/服务器(C/S)结构。
即通信双方一方作为服务器等待客户提出请求并予以响应。
客户则在需要服务时向服务器提 出申请。
服务器一般作为守护进程始终运行,监听网络端口,一旦有客户请求,
就会启动一个服务进程来响应该客户,同时自己继续监听服务端口,使后来的客户也 能及时得到服务。
二.两类传输协议:TCP;UDP
TCP是Tranfer Control Protocol的 简称,是一种面向连接的保证可靠传输的协议。
通过TCP协议传输,得到的是一个顺序的无差错的数据流。
发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接,
以便在TCP协议的基础上进行通信,当一个socket(通常都是server socket)等待建立连接时,
另一个socket可以要求进行连接,一旦这两个socket连接起来,
它们就可以进行双向数据传输,双方都可以进行发送 或接收操作。
UDP是User Datagram Protocol的简称,是一种无连接的协议,
每个数据报都是一个独立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在网络上以任何可能的路径传往目的地,
因此能否到达目的地,到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。
(一)比较:UDP和TCP
UDP:
1.每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此无需要建立发送方和接收方的连接。
2.UDP传输数据时是有大小限制的,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
3.UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方
TCP:
1.面向连接的协议,在socket之间进行数据传输之前必然要建立连接,所以在TCP中需要连接时间。
2.TCP传输数据大小限制,一旦连接建立起来,双方的socket就可以按统一的格式传输大的数据。
3.TCP是一个可靠的协议,它确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
(二)应用:
1.TCP在网络通信上有极强的生命力,
例如远程连接(Telnet)和文件传输(FTP)都需要不定长度的数据被可靠地传输。
但是可靠的传输是要付出代价的,对数据内容正确性的检验必然占用计算机的处理时间和网络的带宽,
因此TCP传输的效率不如UDP高。
2.UDP操作简单,而且仅需要较少的监护,
因此通常用于局域网高可靠性的分散系统中client/server应用程序。
例如视频会议系统,并不要求音频视频数据绝对的正确,只要保证连贯性就可以了,
这种情况下显然使用UDP会更合理一些。
三.基于Socket的java网络编程
(一)Socket的定义
网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换,这个双向链路的一端称为一个Socket。
Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。Socket是TCP/IP协议的一个十分流行的编程界面,
一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。
但是,Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种,因此两者之间是没有必然联系的。
在Java环境下,Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。
(二)Socket通讯的过程
Server端Listen(监听)某个端口是否有连接请求,Client端向Server 端发出Connect(连接)请求,
Server端向Client端发回Accept(接受)消息。一个连接就建立起来了。
Server端和Client 端都可以通过Send,Write(socket.getOutputStream/socket.getInputStream)等方法与对方通信。
对于一个功能齐全的Socket,都要包含以下基本结构,其工作过程包含以下四个基本的步骤:
1. 创建Socket;
2. 打开连接到Socket的输入/出流;
3. 按照一定的协议对Socket进行读/写操作;
4.关闭Socket.(在实际应用中,并未使用到显示的close,虽然很多文章都推荐如此,不过在我的程序中,可能因为程序本身比较简单,要求不高,所以并未造成什么影响。)
(三)创建Socket
创建Socket在java包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket,
分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类,使用很方便。其构造方法如下:
客户端类的构造器:
Socket(InetAddress address, int port);
Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);
Socket(String host, int prot); //主要使用
Socket(String host, int prot, boolean stream);
Socket(SocketImpl impl)
Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)
服务端类的构造器:
ServerSocket(int port); //主要使用
ServerSocket(int port, int backlog);
ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)
其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号,stream指明socket是流socket还是数据报socket,localPort表示本地主机的端口号,localAddr和 bindAddr是本地机器的地址(ServerSocket的主机地址),impl是socket的父类,既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。例如:
Socket client = new Socket("127.0.01", 5555); //127.0.01任何时候都代表本机IP地址,5555是自定义的端口号
ServerSocket server = new ServerSocket(5555);
注意,在选择端口时,必须小心。每一个端口提供一种特定的服务,
只有给出正确的端口,才 能获得相应的服务。
0~1023的端口号为系统所保留,例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23,
所以我们在选择端口号时,最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。
在创建socket时如果发生错误,将产生IOException,在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。
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