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Netty网络编程零基础入门

2022-11-13 13:56

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OSI七层网络模型

应用层：Http协议、文件服务器、邮件服务器

表示层：数据转换解决不同系统中间通讯的兼容问题

会话层：建立与应用程序的会话连接(socket)

传输层：提供端口号(区分不同的应用程序)和传输的协议(TCP和UDP)

网络层：为数据实现路由(路由器、交换机)

数据链路层：对传输的地址的帧以及错误的检测。

物理层：以二进制的形式在物理机器.上实现传输。(光纤、专线、各种物理介质实现)

Socket技术

属于传输层非常核心的内容任何的编程语言都是支持socket (网络编程技术) 技术开发，目的就是解决两个应用程序通讯的问题;注意: socket 不属于某种协议，只是网络编程技术。socket技术支持两种协议(TCP和UDP) 。

应用场景: http协议、rpc框架

TCP协议是一个可靠的协议，因为建立连接的时候必须通过三次握手才可以实现数据传输，所以数据不会丢失。

UDP协议面向无连接协议，UDP在通讯的时候不需要对方的存在，属于不可靠传输，可能存在数据丢包的问题。应用场景:聊天

TCP协议

三次握手:经过三次握手之后建立通讯才开始进行数据传输

白话文描述:

1、第一次握手:客户端会给服务端发送消息问:你在不在?

2、第二次握手:服务端收到了客户端咨询的(”你在不在?“)，服务端就给客户端发送消息回复，就说:我在。

3、第三次握手:客户端收到服务端回复我在的呢”，客户端就会给服务端发送消息，开始传输数据。

三次握手成功之后，开始建立连接传输数据。

专业术语描述:

Syn (建立连接)、Ack (确认标记)、fin (终止标记)

1.第一次握手:客户端会向服务器端发送代码syn=1，随机会产生一-个数SEQ=x发送到我们的服务器端;

2.第二次握手:服务器端确认收到syn和X值，回复给客户端ack=x+1和seq = y (随机数)发送给客户端。

3.第三次握手:客户端接受syn、ack、y值之后向服务器发送ack=y+1，此包发送完毕之后就可以开始建立连接。

为什么要有三次握手，不是两次?

两次可能存在网络抖动的情况下，三次握手比较稳定。第三次握手也可以叫预传输数据，看看数据是否可以传输过去。

四次挥手:可靠关闭连接

关闭连接:

第一次挥手：客户端向服务器端发送释放的报文，停止发送数据 fin=1、生成一个序列号seq=u；

第二次挥手：服务器端接受到释放的报文后，发送ack=u+1；随机生成的seq=v给客户端；当前状态为关闭等待状态，客户端收到了服务器确认通知之后，此时客户端就会进入到终止状态，等待服务器端发送释放报文。

第三次挥手：服务器端最后数据发送完毕之后，就向客户端发送连接释放报文，FIN=1，ack=u+1 当前为半关闭状态，随机生成一个随机树w

第四次挥手，客户端必须发出确认，ACK=1，ack=w+1，而自己的序列号是seq=u+1，此时，客户端就进入了TIME-WAIT（时间等待）状态。注意此时TCP连接还没有释放，必须经过2∗∗MSL（最长报文段寿命）的时间后，当客户端撤销相应的TCB后，才进入CLOSED状态。

服务器只要收到了客户端发出的确认，立即进入CLOSED状态。同样，撤销TCB后，就结束了这次的TCP连接。可以看到，服务器结束TCP连接的时间要比客户端早一些。

白话文翻译四次挥手：

第一次挥手客户端向服务端发送一个释放连接通知；

第二次挥手服务端接受到释放通知之后，告诉给客户端说等待一下，因为可能存在有其他的数据没有发送完毕，等待数据全部传输完毕之后就开始关闭连接；

第三次挥手服务器端所有的数据发送完毕之后，就告诉客户端说现在可以释放连接了。

第四次挥手：客户端确认是最终释放连接通知，ok 就开始就向服务区端发送我们可以开始关闭连接啦；

Java语言创建socket应用

这里使用BIO 模型来实现

服务端

public class Server {
    private static int port = 8585;
    public static void main(String[] args) {
        ServerSocket serverSocket = null;
        try {
            serverSocket = new ServerSocket(port);
            //开始监听
            System.out.println("服务器开始监听，监听端口:" + port);
            while(true) {
                Socket socket = serverSocket.accept();//阻塞  等待客戶端連接
                System.out.println("接受一个客户端的请求.....");
                InputStream in = socket.getInputStream();
                int len = -1;
                byte[] buff = new byte[1024];
                while ((len = in.read(buff)) != -1) {//阻塞   等待客戶端發送数据
                    String str = new String(buff, 0, len);
                    System.out.println("读取到客户端的输入字符:" + str);
                }
                in.close();
                socket.close();
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                serverSocket.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

客户端

public class Client {
    private static int port = 8585;
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入客户端编号:");
        String no = sc.next();
        Socket socket = null;
        try {
            System.out.println("客户端"+no+"开始连接服务器..");
           socket = new Socket("127.0.0.1",port);
           if(socket!=null){
               System.out.println("客户端:"+no+"连接服务器成功!");
           }
            OutputStream out = socket.getOutputStream();
           while(true){
               System.out.println("客户端"+no+"请输入要发送字符(输入quit表示结束):");
               String str = sc.next();
               if(str.trim().equalsIgnoreCase("quit"))
                   break;
               out.write((no+":"+str).getBytes());
           }
            System.out.println("客户端"+no+"连接中断");
           out.close();
           socket.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}