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panpan.nie
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发表于: IP:您无权察看 2015-5-6 15:57:32 | [全部帖] [楼主帖] 楼主

一、什么是TCP/IP

TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准。

从字面意思来看TCP/IPTCPIP协议的合称,但实际上TCP/IP协议是指因特网整个TCP/IP协议族。不同于ISO模型的七个分层,TCP/IP协议参考模型把所有的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中

应用层:TFTPHTTPSNMPFTPSMTPDNSTelnet 等等

传输层:TCPUDP

网络层:IPICMPOSPFEIGRPIGMP

数据链路层:SLIPCSLIPPPPMTU

每一抽象层建立在低一层提供的服务上,并且为高一层提供服务,TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层,这些协议的关系如图

北京联动北方科技有限公司

TCP/IPTransmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,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。TCPserverclient之间通信就好比两个人打电话,需要互相知道对方的电话号码,然后开始对话。所以在两者的连接过程中间需要指定端口和地址。

UDPUser Data Protocol,用户数据报协议),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。UDPserverclient之间的通信就像两个人互相发信。我只需要知道对方的地址,然后就发信过去。对方是否收到我不知道,也不需要专门对口令似的来建立连接。

二、什么是Socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层,它是一组接口。在设计模式中,Socket其实就是一个门面模式,它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面,对用户来说,一组简单的接口就是全部,让Socket去组织数据,以符合指定的协议。

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SocketSocket通常用来实现客户方和服务方的连接。一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

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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。

三、Java环境下的Socket编程

 1Socket通讯的过程

服务器端先初始化Socket,然后与端口绑定(bind),对端口进行监听(listen),调用accept阻塞,等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket,然后连接服务器(connect),如果连接成功,这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求,服务器端接收请求并处理请求,然后把回应数据发送给客户端,客户端读取数据,最后关闭连接,一次交互结束。

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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.

2创建Socket

java在包java.net中提供了两个类SocketServerSocket,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:

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addresshostport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socketlocalPort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),implsocket的父类,既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socketcount则表示服务端所能支持的最大连接数。

Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);
ServerSocket server = new ServerSocket(80);


  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SocketServerSocket是必须捕获或抛出例外。

3、简单的Client/Server程序

  1. 客户端程序

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class TalkClient
{
      public static void main(String args[])
      {
            try
            {
                  Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 4700);
                  // 向本机的4700端口发出客户请求
                  BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                  // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
                  PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                  // Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
                  BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                  // Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
                  String readline;
                  readline = sin.readLine(); // 从系统标准输入读入一字符串
                  while (!readline.equals("bye"))
                  {
                        // 若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环
                        os.println(readline);
                        // 将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
                        os.flush();
                        // 刷新输出流,使Server马上收到该字符串
                        System.out.println("Client:" + readline);
                        // 在系统标准输出上打印读入的字符串
                        System.out.println("Server:" + is.readLine());
                        // Server读入一字符串,并打印到标准输出上
                        readline = sin.readLine(); // 从系统标准输入读入一字符串
                  }// 继续循环
                  os.close(); // 关闭Socket输出流
                  is.close(); // 关闭Socket输入流
                  socket.close(); // 关闭Socket
            }
            catch (Exception e)
            {
                  System.out.println("Error" + e); // 出错,则打印出错信息
            }
      }
}


 2. 服务器端程序

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TalkServer
{
      public static void main(String args[])
      {
            try
            {
                  ServerSocket server = null;
                  try
                  {
                        server = new ServerSocket(4700);
                        // 创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
                  }
                  catch (Exception e)
                  {
                        System.out.println("can not listen to:" + e);
                        // 出错,打印出错信息
                  }
                  Socket socket = null;
                  try
                  {
                        socket = server.accept();
                        // 使用accept()阻塞等待客户请求,有客户
                        // 请求到来则产生一个Socket对象,并继续执行
                  }
                  catch (Exception e)
                  {
                        System.out.println("Error." + e);
                        // 出错,打印出错信息
                  }
                  String line;
                  BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                  // Socket对象得到输入流,并构造相应的BufferedReader对象
                  PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
                  // Socket对象得到输出流,并构造PrintWriter对象
                  BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
                  // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
                  System.out.println("Client:" + is.readLine());
                  // 在标准输出上打印从客户端读入的字符串
                  line = sin.readLine();
                  // 从标准输入读入一字符串
                  while (!line.equals("bye"))
                  {
                        // 如果该字符串为 "bye",则停止循环
                        os.println(line);
                        // 向客户端输出该字符串
                        os.flush();
                        // 刷新输出流,使Client马上收到该字符串
                        System.out.println("Server:" + line);
                        // 在系统标准输出上打印读入的字符串
                        System.out.println("Client:" + is.readLine());
                        // Client读入一字符串,并打印到标准输出上
                        line = sin.readLine();
                        // 从系统标准输入读入一字符串
                  }// 继续循环
                  os.close(); // 关闭Socket输出流
                  is.close(); // 关闭Socket输入流
                  socket.close(); // 关闭Socket
                  server.close(); // 关闭ServerSocket
            }
            catch (Exception e)
            {
                  System.out.println("Error:" + e);// 出错,打印出错信息
            }
      }
}


5,支持多客户的client/server程序

前面的Client/Server程序其实只是一个最简单的,单线程,也只能一次处理单个请求的情况。在实际应用中一般会应用到多线程和一些处理高并发的策略,比如利用多线程实现多客户机制,服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求,一旦监听到客户请求,服务器就会启动一个专门的服务线程来响 应该客户的请求,而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态,等待下一个客户的到来。




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