一個(gè)是如何準(zhǔn)確的定位網(wǎng)絡(luò)上一臺(tái)或多臺(tái)主機(jī),另一個(gè)就是找到主機(jī)后如何可靠高效的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
在 TCP/IP 協(xié)議中 IP 層主要負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的定位,數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚桑?IP 地址可以唯一地確定 Internet 上的一臺(tái)主機(jī)。
而 TCP 層則提供面向應(yīng)用的可靠(tcp)的或非可靠(UDP)的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制,這是網(wǎng)絡(luò)編程的主要對(duì)象,一般不需要關(guān)心 IP 層是如何處理數(shù)據(jù)的。
目前較為流行的網(wǎng)絡(luò)編程模型是客戶機(jī)/服務(wù)器(C/S)結(jié)構(gòu)。即通信雙方一方作為服務(wù)器等待客戶提出請(qǐng)求并予以響應(yīng)??蛻魟t在需要服務(wù)時(shí)向服務(wù)器提 出申請(qǐng)。服務(wù)器一般作為守護(hù)進(jìn)程始終運(yùn)行,監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)端口,一旦有客戶請(qǐng)求,就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)服務(wù)進(jìn)程來響應(yīng)該客戶,同時(shí)自己繼續(xù)監(jiān)聽服務(wù)端口,使后來的客戶也 能及時(shí)得到服務(wù)。
TCP 是 Tranfer Control Protocol 的簡稱,是一種面向連接的保證可靠傳輸?shù)膮f(xié)議。通過 TCP 協(xié)議傳輸,得到的是一個(gè)順序的無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)流。發(fā)送方和接收方的成對(duì)的兩個(gè) socket 之間必須建立連接,以便在 TCP 協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行通信,當(dāng)一個(gè) socket(通常都是 server socket)等待建立連接時(shí),另一個(gè) socket 可以要求進(jìn)行連接,一旦這兩個(gè) socket 連接起來,它們就可以進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳輸,雙方都可以進(jìn)行發(fā)送或接收操作。
UDP 是 User Datagram Protocol 的簡稱,是一種無連接的協(xié)議,每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都是一個(gè)獨(dú)立的信息,包括完整的源地址或目的地址,它在網(wǎng)絡(luò)上以任何可能的路徑傳往目的地,因此能否到達(dá)目的地,到達(dá)目的地的時(shí)間以及內(nèi)容的正確性都是不能被保證的。
比較:
UDP: 1,每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中都給出了完整的地址信息,因此無需要建立發(fā)送方和接收方的連接。
2,UDP 傳輸數(shù)據(jù)時(shí)是有大小限制的,每個(gè)被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報(bào)必須限定在 64 KB 之內(nèi)。
3,UDP 是一個(gè)不可靠的協(xié)議,發(fā)送方所發(fā)送的數(shù)據(jù)報(bào)并不一定以相同的次序到達(dá)接收方
TCP: 1,面向連接的協(xié)議,在 socket 之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸之前必然要建立連接,所以在 TCP 中需要連接時(shí)間。
2,TCP 傳輸數(shù)據(jù)大小限制,一旦連接建立起來,雙方的 socket 就可以按統(tǒng)一的格式傳輸大的數(shù)據(jù)。
3,TCP 是一個(gè)可靠的協(xié)議,它確保接收方完全正確地獲取發(fā)送方所發(fā)送的全部數(shù)據(jù)。
應(yīng)用:
1,TCP 在網(wǎng)絡(luò)通信上有極強(qiáng)的生命力,例如遠(yuǎn)程連接(Telnet)和文件傳輸(FTP)都需要不定長度的數(shù)據(jù)被可靠地傳輸。但是可靠的傳輸是要付出代價(jià)的,對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容正確性的檢驗(yàn)必然占用計(jì)算機(jī)的處理時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)的帶寬,因此 TCP 傳輸?shù)男什蝗?UDP 高。
2,UDP 操作簡單,而且僅需要較少的監(jiān)護(hù),因此通常用于局域網(wǎng)高可靠性的分散系統(tǒng)中 client/server 應(yīng)用程序。例如視頻會(huì)議系統(tǒng),并不要求音頻視頻數(shù)據(jù)絕對(duì)的正確,只要保證連貫性就可以了,這種情況下顯然使用 UDP 會(huì)更合理一些。
1,什么是 Socket
網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)程序通過一個(gè)雙向的通訊連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換,這個(gè)雙向鏈路的一端稱為一個(gè) Socket。Socket 通常用來實(shí)現(xiàn)客戶方和服務(wù)方的連接。Socket 是 TCP/IP 協(xié)議的一個(gè)十分流行的編程界面,一個(gè) Socket 由一個(gè) IP 地址和一個(gè)端口號(hào)唯一確定。
但是,Socket 所支持的協(xié)議種類也不光 TCP/IP 一種,因此兩者之間是沒有必然聯(lián)系的。在 Java 環(huán)境下,Socket 編程主要是指基于 TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)編程。
2,Socket 通訊的過程
Server 端 Listen(監(jiān)聽)某個(gè)端口是否有連接請(qǐng)求,Client 端向 Server 端發(fā)出 Connect(連接)請(qǐng)求,Server 端向 Client 端發(fā)回 Accept(接受)消息。一個(gè)連接就建立起來了。Server 端和 Client 端都可以通過 Send,Write 等方法與對(duì)方通信。
對(duì)于一個(gè)功能齊全的 Socket,都要包含以下基本結(jié)構(gòu),其工作過程包含以下四個(gè)基本的步驟:
(1) 創(chuàng)建 Socket;
(2) 打開連接到 Socket 的輸入/出流;
(3) 按照一定的協(xié)議對(duì) Socket 進(jìn)行讀/寫操作;
(4) 關(guān)閉 Socket.(在實(shí)際應(yīng)用中,并未使用到顯示的 close,雖然很多文章都推薦如此,不過在我的程序中,可能因?yàn)槌绦虮旧肀容^簡單,要求不高,所以并未造成什么影響。)
3,創(chuàng)建 Socket
創(chuàng)建 Socket
java 在包 java.net 中提供了兩個(gè)類 Socket 和 ServerSocket,分別用來表示雙向連接的客戶端和服務(wù)端。這是兩個(gè)封裝得非常好的類,使用很方便。其構(gòu)造方法如下:
Socket(InetAddress address, int port);
Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);
Socket(String host, int prot);
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)
ServerSocket(int port);
ServerSocket(int port, int backlog);
ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)
其中 address、host 和 port 分別是雙向連接中另一方的 IP 地址、主機(jī)名和端口號(hào),stream 指明 socket 是流 socket 還是數(shù)據(jù)報(bào) socket,localPort 表示本地主機(jī)的端口號(hào),localAddr 和 bindAddr 是本地機(jī)器的地址(ServerSocket 的主機(jī)地址),impl 是 socket 的父類,既可以用來創(chuàng)建 serverSocket 又可以用來創(chuàng)建 Socket。count 則表示服務(wù)端所能支持的最大連接數(shù)。例如:學(xué)習(xí)視頻網(wǎng) http://www.xxspw.com
Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);
ServerSocket server = new ServerSocket(80);
注意,在選擇端口時(shí),必須小心。每一個(gè)端口提供一種特定的服務(wù),只有給出正確的端口,才能獲得相應(yīng)的服務(wù)。0~1023的端口號(hào)為系統(tǒng)所保留,例如 http 服務(wù)的端口號(hào)為80,telnet 服務(wù)的端口號(hào)為21,ftp 服務(wù)的端口號(hào)為23, 所以我們?cè)谶x擇端口號(hào)時(shí),最好選擇一個(gè)大于1023的數(shù)以防止發(fā)生沖突。
在創(chuàng)建 socket 時(shí)如果發(fā)生錯(cuò)誤,將產(chǎn)生 IOException,在程序中必須對(duì)之作出處理。所以在創(chuàng)建 Socket 或 ServerSocket 是必須捕獲或拋出例外。
4,簡單的 Client/Server 程序
import java.io.*;
import java.net.*;
public class TalkClient {
public static void main(String args[]) {
try{
Socket socket=new Socket("127.0.0.1",4700);
//向本機(jī)的4700端口發(fā)出客戶請(qǐng)求
BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對(duì)象
PrintWriter os=new PrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket對(duì)象得到輸出流,并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象
BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket對(duì)象得到輸入流,并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對(duì)象
String readline;
readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串
while(!readline.equals("bye")){
//若從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串為 "bye"則停止循環(huán)
os.println(readline);
//將從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入的字符串輸出到Server
os.flush();
//刷新輸出流,使Server馬上收到該字符串
System.out.println("Client:"+readline);
//在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串
System.out.println("Server:"+is.readLine());
//從Server讀入一字符串,并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上
readline=sin.readLine(); //從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串
} //繼續(xù)循環(huán)
os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流
is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流
socket.close(); //關(guān)閉Socket
}catch(Exception e) {
System.out.println("Error"+e); //出錯(cuò),則打印出錯(cuò)信息
}
}
}
2. 服務(wù)器端程序
import java.io.*;
import java.net.*;
import java.applet.Applet;
public class TalkServer{
public static void main(String args[]) {
try{
ServerSocket server=null;
try{
server=new ServerSocket(4700);
//創(chuàng)建一個(gè)ServerSocket在端口4700監(jiān)聽客戶請(qǐng)求
}catch(Exception e) {
System.out.println("can not listen to:"+e);
//出錯(cuò),打印出錯(cuò)信息
}
Socket socket=null;
try{
socket=server.accept();
//使用accept()阻塞等待客戶請(qǐng)求,有客戶
//請(qǐng)求到來則產(chǎn)生一個(gè)Socket對(duì)象,并繼續(xù)執(zhí)行
}catch(Exception e) {
System.out.println("Error."+e);
//出錯(cuò),打印出錯(cuò)信息
}
String line;
BufferedReader is=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
//由Socket對(duì)象得到輸入流,并構(gòu)造相應(yīng)的BufferedReader對(duì)象
PrintWriter os=newPrintWriter(socket.getOutputStream());
//由Socket對(duì)象得到輸出流,并構(gòu)造PrintWriter對(duì)象
BufferedReader sin=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//由系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備構(gòu)造BufferedReader對(duì)象
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//在標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印從客戶端讀入的字符串
line=sin.readLine();
//從標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串
while(!line.equals("bye")){
//如果該字符串為 "bye",則停止循環(huán)
os.println(line);
//向客戶端輸出該字符串
os.flush();
//刷新輸出流,使Client馬上收到該字符串
System.out.println("Server:"+line);
//在系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出上打印讀入的字符串
System.out.println("Client:"+is.readLine());
//從Client讀入一字符串,并打印到標(biāo)準(zhǔn)輸出上
line=sin.readLine();
//從系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸入讀入一字符串
} //繼續(xù)循環(huán)
os.close(); //關(guān)閉Socket輸出流
is.close(); //關(guān)閉Socket輸入流
socket.close(); //關(guān)閉Socket
server.close(); //關(guān)閉ServerSocket
}catch(Exception e){
System.out.println("Error:"+e);
//出錯(cuò),打印出錯(cuò)信息
}
}
}
5,支持多客戶的 client/server 程序
前面的 Client/Server 程序只能實(shí)現(xiàn) Server 和一個(gè)客戶的對(duì)話。在實(shí)際應(yīng)用中,往往是在服務(wù)器上運(yùn)行一個(gè)永久的程序,它可以接收來自其他多個(gè)客戶端的請(qǐng)求,提供相應(yīng)的服務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)在服務(wù)器方給多個(gè)客戶提供服務(wù)的功能,需要對(duì)上 面的程序進(jìn)行改造,利用多線程實(shí)現(xiàn)多客戶機(jī)制。服務(wù)器總是在指定的端口上監(jiān)聽是否有客戶請(qǐng)求,一旦監(jiān)聽到客戶請(qǐng)求,服務(wù)器就會(huì)啟動(dòng)一個(gè)專門的服務(wù)線程來響 應(yīng)該客戶的請(qǐng)求,而服務(wù)器本身在啟動(dòng)完線程之后馬上又進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài),等待下一個(gè)客戶的到來。