Java中网络编程、TCP通信与UDP通信

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于 2024-06-28 02:02:42 发布 · 1.4k 阅读

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#网络 #java #tcp/ip

一、网络通讯协议

1、概述

2、IP 地址和端口号

3、InetAddress 类

二、TCP 协议与 UDP 协议

1、TCP 协议

(1) 三次握手

(2) 四次挥手

2、UDP 协议

三、TCP 通信

1、ServerSocket 类（实现服务端）

2、Socket 类（实现客户端）

3、TCP 通信实例

四、UDP 通信

1、DatagramPacket 类

(1) 构造方法

(2) 常用方法

2、DatagramSocket 类

(1) 构造方法

(2) 常用方法

3、UDP 通信实例

五、TCP 和 UDP的区别

一、网络通讯协议

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1、概述

通过计算机网络可以实现多台计算机之间的连接通讯，这些连接和通讯的规则被称为网络通讯协议，它对数据的传输格式、传输速率、传输步骤等做了统一规定，通讯双方必须同时遵守才能完成数据交换。

网络通讯协议中使用最为广泛的是 TCP/IP 协议（包括 TCP 协议和 IP 协议），UDP 协议和其他一些协议的协议组。TCP/IP 协议的层次比较简单，在进行数据传输时，要求发送的数据与收到的数据完全一致，这时就要在原有的数据上添加很多信息，以保证数据在传输过程中格式完全一致，其分为四层，如图：

TCP/IP 协议中的四层分别是：链路层、网络层、传输层、应用层，每层分别负责不同的通讯功能，具体功能如下

链路层：用于定义物理传输通道，通常是对某些网络连接设备的驱动协议，例如针对光纤，网线提供的驱动
网络层：是整个 TCP/IP 协议的核心，主要用于将传输的数据进行分组，将分组数据发送到目标计算机或网络中，有四个协议

1、网际协议IP：负责在主机和网络之间寻址和路由数据包；

2、地址解析协议ARP：获得同一物理网络中的硬件主机地址；

3、网际控制消息协议ICMP：发送消息，并报告有关数据的传输错误；

4、互联组管理协议IGMP：是一种旨在防止多点传送通信在网络中滥用的控制数据包，即只允许数据包发送到它请求它的计算机

传输层：主要使用网络程序进行端到端的通讯，主要使用 TCP 和 UDP

1、控制传输协议TCP：为应用程序提供可靠的通信连接，适合一次性传输大批数据的情况，并适用于要求得到响应的应用程序。

2、用户数据包协议UDP：提供了无连接的通信，不对传送数据包进行可靠保证。适合一次传输少量数据，可靠性由应用层来负责。

应用层：主要负责应用程序的协议，如 HTTP 协议、FTP 协议等

2、IP 地址和端口号

要想使网络中的计算机能够进行通信，必须为每台计算机指定一个标识号，通过这个标识号来指定接受数据的计算机或者发送数据的计算机。

在TCP/IP协议中，这个标识号就是IP地址，它可以唯一标识一台计算机，目前，IP地址广泛使用的版本是IPv4，它是由4个字节大小的二进制数来表示，如：00001010000000000000000000000001。由于二进制形式表示的IP地址非常不便记忆和处理，因此通常会将IP地址写成十进制的形式，每个字节用一个十进制数字(0-255)表示，数字间用符号“.”分开，如 “192.168.1.100”。

随着计算机网络规模的不断扩大，对IP地址的需求也越来越多，IPV4这种用4个字节表示的IP地址面临枯竭，因此IPv6 便应运而生了，IPv6使用16个字节表示IP地址，它所拥有的地址容量约是IPv4的8×1028倍，达到2128个（算上全零的），这样就解决了网络地址资源数量不够的问题。

通过IP地址可以连接到指定计算机，但如果想访问目标计算机中的某个应用程序，还需要指定端口号。在计算机中，不同的应用程序是通过端口号区分的。端口号是用两个字节（16位的二进制数）表示的，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，用户的普通应用程序需要使用1024以上的端口号，从而避免端口号被另外一个应用或服务所占用。

两台计算机之间通过 IP 地址和端口号进行通讯关系如下图所示，位于网络中的一台源计算机可以通过 IP 地址去访问另一台目标计算机，再通过端口号访问目标计算机中的某个应用程序