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.NET网络编程——TCP通信

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.NET网络编程——TCP通信

1. 网络

        就是将不同区域的电脑连接到一起,组成局域网、城域网或广域网。把分部在不同地理区域的计算机于专门的外部设备用通信线路 互联成一个规模大、功能强的网络系统,从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息,共享硬件、软件、数据信息等资源。

2. 计算机网络 

        通过传输介质、通信设施和网络通信协议,将地理位置相同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备连起来,实现资源共享 和数据传输的系统。

3. 通信协议

计算机网路中实现通信必须有一些通信协议的规定,对传输代码、代码结构、传输控制步骤出错控制等制定标准。

4. 通信接口

为了使两个节点之间能进行对话,必须在他们之间建立通信工具(即接口),使彼此之间能进行信息交换。

5. 网络分层

       1. 由于结点之间联系很复杂,在指定协议时,把复杂成份分解成一些简单的成份,再将他们复合起来。最常用的复合方式是层次 方式,即同层间可以通信、上一层可以调用下一层,而与再下一层不发生关系

        2. TCP/IP是一个协议族,也是按照层次划分,共四层:应用层,传输层,互连网络层,接口层(物理+数据链路层)

        3. OSI网络通信协议模型,是一个参考模型,而TCP/IP协议是事实上的标准。TCP/IP协议参考了OSI模型,但是并没有严格按照OSI规 定的七层标准去划分,而只划分了四层,这样会更简单点,当划分太多层时,你很难区分某个协议是属于哪个层次的

1. IP地址

        要想让网络中的计算机能够互相通信,必须为计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定要接受数据的计算机和识别发送 的计算机,而IP地址就是这个标识号,也就是设备的标识。

1.1 IP地址分为两大类

  1. IPv4:是给每个连接在网络上的主机分配一个32bit地址。按照TCP/IP规定,IP地址用二进制来表示,每个IP地址的 长32bit,也就是4个字节。
  2. IPv6:由于互联网的蓬勃发展,IP地址的需求量愈来愈大,但是网络地址资源有限,使得IP的分配越发紧张。为了扩 大地址空间,通过IPv6重新定义地址空间,采用128bit地址长度,每16个字节一组,分成8组十六进制数,这就解决 了网络地址资源数量不够的问题。

1.2 InetAddress类 (在Java中使用InetAddress类代表IP)

        常用的方法 :

String getHostAddress ()返回IP地址字符串(以文本表现形式)
String getHostName ()返回此IP地址的主机名
Byte[] getAddress ()返回此InetAddress对象的原始IP地址

2. 端口

2.1 概念:

        网络的通信,本质上是两个应用程序的通信,每台计算机都有很多的应用程序。IP地址是唯一的标识网络的设备,端口 号就是唯一标识设备中的应用程序,也就是应用程序的标识。

2.2 端口号:

        用两个字节表示的整数,它的取值范围是0~65535。其中,0~1023之间的端口号用于一些知名的网络服务和应用,普通 的应用程序需要使用1024以上的端口号。如果端口号被另外一个服务或应用所占用,会导致当前程序启动失败。

2.3 IntetSocketAddress类

        包含IP和端口信息,常用于Socket通信。此类实现套接字数字地址(IP地址+端口号),不依赖任何协议。

        常用的方法 :

InetAddress getAddress()获得InetAddress
Int getPort ()获取端口号
String getHostName()获取主机名

        通过计算机网络可以使多台计算机实现连接,位于同一网络中的计算机进行连接和通信时需要遵守一定的规则,这就好比在道 路中形势的汽车一定要遵守交通规则一样。在计算机网路中,这些连接和通信的规则被称为网络通信协议。它对数据的传输格式、传 输速率、传输步骤做了统一规定,通信双方必须同时遵守才能完成数据交换。

3.1 UDP协议

  1. 用户数据报协议(User Datagram Protocol)
  2. UDP是预无线通信协议,即在数据传输时,数据的发送端和接受端不建立逻辑连接。简单来说,当一台计算机向另外一台计算机 发送数据时,发送端不会确认接受端是否存在,就会发送出数据,同样接受端在收到数据时,夜不会向发送端反馈是否收到数 据
  3. 由于使用UDP协议消耗资源少,通信效率高,所以通常都会用于音频、视频和普通数据的传输
  4. 例如视频会议通常采用UDP协议,因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包,也不会对接受结果产生太大影响。但是在使用UDP 协议传送数据时,由于UDP的面向无连接性,不能保证数据的完整性,因此在传输重要数据时不建议使用UDP协议。

3.2 TCP协议

  • 传输控制协议(Transmission Control Protocol)
  • TCP协议是面向连接的通信协议,即传输数据之前,在发送端和接受端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之 间可靠无差错的数据连接。在TCP连接中必须明确客户端于服务端,由于客户端向服务端发出连接请求,每次连接的创建都需要 经过“三次握手”;

3.3 三次握手

TCP协议中,在发送数据的准备阶段,客户端与服务器之间的三次交互,以保证连接的可靠性

第一次握手 : 客户端向服务器发送连接请求,等待服务器确认

第二次握手 : 服务器向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求

第三次握手 : 客户端再次向服务器发送确认信息,确认连接

        完成三次握手连接建立后,客户端和服务器就可以开始进行数据传输了。由于这种面向连接的特性,TCP协议可以保证传输数据 的安全,所以应用非常广泛。例如上传文件,下载文件、浏览网页。

3.3.1 TCP通信原理 :

        TCP通信协议是一种可靠的网络协议,它在通信的两端各建立一个Socket对象,从而在通信的两端形成网络虚拟链路,一旦建 立了虚拟的网络链路,两端的程序就可以通过虚拟链路进行通信。

  • 使用基于TCP协议的Socket网络编程实现,使用Socket对象来代表两端的通信端口
  • TCP协议基于请求-响应模式,第一次主动发起的程序被客户端(Client)程序
  • 第一次通讯中等待连接的程序被服务器(Serser)程序
  • 利用IO流实现数据的传输

1. 步骤

在服务端指定一个端口号来创建ServerSocket,并使用accept方法进行侦听,这将阻塞服务器线程,等待用户请求。

在客户端指定服务的主机IP和端口号来创建socket,并连接服务端ServerSocket,此时服务端accept方法被唤醒,同时返回一个 和客户端通信的socket。

在客户端和服务端分别使用socket来获取网络通信输入/输出流,并按照一定的通信协议对socket进行读/写操作。

通信完成后,在客户端和服务端中分别关闭socket。

2. 服务器端

  1. 创建ServerSocket(int port)对象        
  2. 在Socket上使用accept方法监听客户端的连接请求(阻塞等待连接功能)
  3. 接受并处理请求信息 • 将处理结果返回给客户端
  4. 关闭流和Socket对象

3. 客户端

  1. 创建Socket(Strng host , int port)对象
  2. 向服务器发送连接请求 • 向服务端发送服务请求 • 接受服务结果(服务响应)
  3. 关闭流和Socket对象

4. ServerSocket类

常用构造器 : ServerSocket(int port) 创建绑定到指定端口的服务器套接字

常用方法 :Socket accept() 侦听要连接到此套接字并接受它

Java为客户端提供了Socket类,为服务器端提供了ServerSocket类

构造方法:

Socket(InetAddress address , int port)address(IP地址), port(端口号)

创建流套接字并将其连接到指定IP地址的指定端口号;

常用方法 :

OutoutStream getOutputStream()返回套接字的输出流
InputStream getInputStream ()返回套接字的输入流
Void shutdownOutput()禁用套接字的输出流 

5. 利用实现客户端于服务器无线聊天功能

1. 服务器

package com.net;import java.io.BufferedReader;import java.io.BufferedWriter;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.io.OutputStream;import java.io.OutputStreamWriter;import java.net.ServerSocket;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class Server {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("⁎⁎⁎⁎⁎⁎服务端⁎⁎⁎⁎⁎⁎");ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);System.out.println("服务器已开启,等待连接...");Socket server = ss.accept();System.out.println("客户端连接成功");InputStream inputStream = server.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));Scanner zw = new Scanner(System.in);OutputStream outputStream = server.getOutputStream();BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));while (true) {String readLine = br.readLine();System.out.println("客户端 :" + readLine);if ("拜拜".equals(readLine)) {System.out.println("再见");break;}System.out.println("请输入发送到客户端的内容:");String test = zw.next();bw.write(test);bw.newLine();bw.flush();if ("拜拜".equals(test)) {System.out.println("再见");break;}}bw.close();outputStream.close();br.close();inputStream.close();server.close();ss.close();}}

2. 客户端

package com.net;import java.io.BufferedReader;import java.io.BufferedWriter;import java.io.InputStream;import java.io.InputStreamReader;import java.io.OutputStream;import java.io.OutputStreamWriter;import java.net.InetAddress;import java.net.Socket;import java.util.Scanner;public class Client {public static void main(String[] args) throws Exception {System.out.println("⁕⁕⁕⁕⁕客户端⁕⁕⁕⁕⁕");Socket client = new Socket(InetAddress.getByName("127.0.0.1"), 6666);System.out.println("服务器连接成功...");OutputStream outputStream = client.getOutputStream();BufferedWriter bw = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(outputStream));InputStream inputStream = client.getInputStream();BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream));Scanner zw = new Scanner(System.in);while (true) {System.out.println("请输入发送到服务器的内容:");String test = zw.next();bw.write(test);bw.newLine();bw.flush();if ("拜拜".equals(test)) {System.out.println("再见");break;}String content = br.readLine();System.out.println("服务器 : " + content);if ("拜拜".equals(content)) {System.out.println("再见");break;}}br.close();inputStream.close();bw.close();outputStream.close();client.close();}}

3. 控制台版 效果

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    感谢您的观看,我会在本专栏持续更新,后续更新多线程等知识。接下来就可以利用多线程实现窗体实时无线聊天功能,请点击进入JAVA多线程 !​​​​​​​

来源地址:https://blog.csdn.net/Justw320/article/details/131817953

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