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Socket/TCP/UDP

article 2025/8/22 20:01:00

Socket

Socket的定义

Socket套接字是网络通信的编程接口，而TCP是一种面向连接的、可靠的传输协议。在使用TCP进行网络通信时，应用程序可以使用Socket套接字来建立连接、发送和接收数据。Socket套接字是实现TCP协议的一种方式。

socket可以看作实现网络传输的对象

Socket套接字可以用于实现不同的网络协议，包括TCP、UDP等

使用java.net.Socket创建了一个Socket对象。Socket类通常用于TCP、UDP通信。

Socket套接字是用于网络通信的编程接口，它提供了一种机制，使得应用程序能够通过网络进行数据传输。Socket套接字可以用于实现不同的网络协议，包括TCP、UDP等。 在使用TCP进行网络通信时，Socket套接字是实现TCP协议的一种方式。应用程序可以通过创建一个TCP Socket套接字来建立与远程服务器的连接。一旦连接建立，应用程序可以使用Socket套接字进行数据的发送和接收。数据通过Socket套接字从一个端点（例如客户端）发送到另一个端点（例如服务器）。

Socket的常用方法：

getInetAddress();    　　远程服务端的IP地址

getPort();    　　　　　　远程服务端的端口

getLocalAddress()    　　本地客户端的IP地址

getLocalPort()    　　　　本地客户端的端口

getInputStream();    　获得输入流

getOutStream();    　　获得输出流

值得注意的是，在这些方法里面，最重要的就是getInputStream()和getOutputStream()了。

TCP

1、TCP的定义

TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的传输层协议。它是基于IP，用于在网络中传输数据。TCP协议提供了可靠的、按顺序的、基于字节流的数据传输。它通过连接的建立、数据的分段和重组、确认和重传等机制，确保数据的可靠性和完整性。

TCP协议位于传输层，作用是提供可靠的字节流服务，为了准确无误地将数据送达目的地

全双工：通讯的双方可以同时发送和接收消息

2、TCP的三次握手

谓三次握手即建立TCP连接，为了对每次发送的数据量进行跟踪与协商，确保数据段的发送和接收同步，根据所接收到的数据量而确认数据发送、接收完毕后何时撤消联系，并建立虚连接。

 

标志位：

1、SYN：发送/同步标志，用来建立连接

2、ACK：用于确认收到数据，发送一个确认应答

3、FIN：用于关闭连接

  • 第一步：

客户端发送一个SYN请求报文，端口状态变为SYN_SENT状态，

其中报文包含seq序列号，有发送端随机生成

  • 第二步：

当服务器收到报文时候，发出应答，服务器的端口状态变为SYN_RECV状态，服务器回复客户端一个SYN和ACK报文

  • 第三步：

当客户端接收到服务器报文以后，服务器向客户端发送ACK报文，与此同时客户端的端口状态变为ESTABLSHED状态。在服务器接收到客户端发送的报文后，服务器的端口状态变为ESTABLISHED状态

ESTABLISHED状态，表示连接成功。

3、TCP的四次挥手

  • 第一步：

客户端向服务器发送一个带有FIN（Finish）标志的TCP报文段，表示自己已经完成数据的发送

  • 第二步：

服务器收到连接释放报文，发送确认报文（ACK），表示已经收到关闭请求。

  • 第三步：

服务端向客户端发送一个带有FIN标志的TCP报文段给关闭连接的一方，表示自己也完成了数据的发送。

  • 第四步：

客户端收到服务端的连接释放报文后，发送一个确认报文段（ACK）作为响应，表示已经收到关闭请求。

这样，双方都发送了FIN和ACK，完成了连接的关闭。在四次挥手过程中，每一方都要发送一个FIN报文段，并等待对方的确认。这样可以确保双方都能正常关闭连接，并且保证数据的可靠传输。

总结起来：

1、服务端

1.1 服务端的读数据

public class serve{public static void main(String[] args) throws IOException{System.out.println("服务端启动");//1、服务端监听的端口号：用于监听指定的端口ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);//2、接收客户端发送过来的socket//accept是阻塞式的方法，直到有客户端连接才会往下执行Socket socket=serverSocket.accept();//3、读取客户端发过来的内容，通过socket获取输入流InputStream in=socket.getInputStream();BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(in);//初始化一个空字符串变量“content”以存储从读取器读取的每一行内容。String content="";while((content=reader.readLine())!=null){System.out.println(content);}//关闭输入流socket.shutdownInput();reader.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

1.2 服务端的写

//向客户端发消息
OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream());
writer.write("发送给客户端的消息");
writer.flush();
socket.shutdownOutput();

2、客户端

2.1 客户端的写

public class Client{public static void main(String[] args)throws IOException{System.out.println("启动客户端");//1、创建客户端的socket,//a、服务端的IP地址   b、服务端监听的端口号Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os=socket.getOutputStream();OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(os)writer.writer("这是发送给服务器的");//上下文刷新writer.flush();socket.shutdownOutput();socket.close();}
}

2.2 客户端的读

//客户端接收消息
BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
String content="";
while ((content=reader.readLine())!=null){System.out.println(content);
}
socket.shutdownInput();
//关闭连接
socket.close();

3、服务端和客户端的相互发消息代码

3.1 服务端

package org.example;import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;/*Socket:套接字，是对协议的实现，网络通讯时，都是套接字进行数据传递TCP：Transmission Control Protocol，传输控制协议客户端和服务端全双工：通讯的双方可以同时发送和接收消息*/
public class Server {//服务端public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println("服务端启动");//1、服务端监听的端口号//用于监听指定的端口ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(8888);//2、接收客户端发送过来的socket//accept是阻塞式的方法，直到有客户端连接才会往下执行Socket socket=serverSocket.accept();//可以获取客户端的IP地址System.out.println(socket.getInetAddress());System.out.println(socket.getPort());//3、读取客户端发送过来的内容 通过socket获取输入流InputStream in=socket.getInputStream();
//        Reader reader1=new InputStreamReader(in);
//        BufferedReader reader=new BufferedReader(reader1);BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(in));String content;while((content=reader.readLine())!=null){System.out.println(content);}//关闭输入流socket.shutdownInput();//向客户端发送消息OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream());writer.write("发送给客户端的消息");writer.flush();socket.shutdownOutput();//4、可选 关闭连接，关闭服务端reader.close();socket.close();serverSocket.close();}
}

3.2 客户端

package org.example;import java.io.*;
import java.net.Socket;public class Client {//客户端public static void main(String[] args) throws IOException {System.out.println("客户端启动");/*1、创建客户端 socket,*服务端的IP地址*服务端监听的端口号*/Socket socket=new Socket("127.0.0.1",8888);OutputStream os=socket.getOutputStream();OutputStreamWriter writer=new OutputStreamWriter(os);writer.write("这是发送给服务端的消息");
//        writer.write("aaaaaaa");writer.flush();//输出已经完成  调用了shutdownOutput方法或者close,服务端才能接收消息socket.shutdownOutput();//接收消息BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));String content="";while ((content=reader.readLine())!=null){System.out.println(content);}socket.shutdownInput();//关闭连接socket.close();}
}

UDP

UDP是无连接的协议，因此在发送数据之前不需要建立连接。每个数据包都是独立的，可能会丢失、重复或乱序。因此，使用UDP时需要注意数据的可靠性和顺序性。

DatagramSocket是Java编程语言中用于实现UDP（User Datagram Protocol）通信的类。它提供了在网络上发送和接收UDP数据包的功能。

1、发送方

package org.example;import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.sql.SQLOutput;public class UDP {public static void main(String[] args) throws IOException {//创建Socket 参数为当前socket监听的端口号DatagramSocket socket=new DatagramSocket(6666);//创建数据包byte[] content="发送的数据".getBytes();DatagramPacket packet=new DatagramPacket(content,0,content.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),7777);/*1、要发送的内容（字节数组）2、数组下标的偏移量（从数组的哪个下标开始截取）3、要发送内容的长度4、目的地的IP地址5、目的地的端口号*///发送数据包socket.send(packet);System.out.println("发送完成");//关闭socketsocket.close();}
}

2、接收方

package org.example;import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.InetAddress;
import java.net.SocketException;
import java.util.Arrays;public class UDPRecive {public static void main(String[] args) throws IOException {DatagramSocket socket=new DatagramSocket(7777);byte[] bytes=new byte[1024];DatagramPacket packet=new DatagramPacket(bytes,bytes.length);//接收消息socket.receive(packet);//获取发送方的信息//发送方的IP地址InetAddress inetAddress=packet.getAddress();System.out.println(inetAddress);//发送方监听的端口号int port=packet.getPort();System.out.println(port);//内容的长度int len=packet.getLength();System.out.println(len);//获取内容byte[] data=packet.getData();
//        System.out.println(Arrays.toString(data));String content=new String(data,0,len);System.out.println(content);//关闭socketsocket.close();}
}

TCP和UDP的区别

TCP和UDP是两种常见的传输层协议，在网络通信中扮演着不同的角色和具有不同的特点。 主要区别如下：

  1. 连接性：TCP是面向连接的协议，而UDP是无连接的协议。TCP在通信之前需要建立连接，而UDP不需要建立连接，可以直接发送数据。
  2. 可靠性：TCP提供可靠的数据传输，确保数据的完整性和顺序性。它使用确认、重传和流量控制等机制来保证数据的可靠性。UDP则不保证可靠性，它不提供确认、重传和流量控制等机制，数据可能会丢失、重复或乱序。
  3. 速度和效率：由于TCP提供了可靠性保证，它在数据传输方面相对较慢，因为它需要处理确认和重传等机制。UDP由于不需要这些机制，因此传输速度更快，效率更高。
  4. 数据量和分段：TCP可以处理大量数据，并将数据分段传输。它将数据分成较小的数据块（段），并根据网络的情况进行传输。UDP没有数据分段的概念，它将整个数据包作为一个单独的单元进行传输。
  5. 应用场景：TCP通常用于需要可靠性和顺序性的应用，如文件传输、电子邮件、网页浏览等。UDP通常用于实时应用，如音频/视频流传输、在线游戏等，对于实时性要求较高且可以容忍一些数据丢失的场景。 总结起来，TCP是面向连接、可靠的、适合大数据量和需要顺序传输的场景。UDP是无连接、不可靠的、适合实时性要求高且可以容忍数据丢失的场景。
TCPUDP
面向连接无连接
可靠传输，使用流量控制和拥塞控制不可靠传输
有序，TCP会重新排序无序
传输速度慢传输速度快
一对一支持多交互通信
面向字节流面向报文

报文就是一组客户端和服务端都认可的信息数据

http://www.lryc.cn/news/2418755.html

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