TCP与UDP详解-优快云博客

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1.TCP和UDP协议：

1)网络通信协议有很多种，目前应用最广泛的是TCP/IP协议(Transmission Control Protocal/Internet Protocal传输控制协议/英特网互联协议)，它是一个包括TCP协议和IP协议，UDP（User Datagram Protocal）协议和其它一些协议的协议组。

TCP协议结构图：

TCP协议是面向连接的通信协议，即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接，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传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端，由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”。第一次握手，客户端向服务器端发出连接请求，等待服务器确认，第二次握手，服务器端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端发送确认信息，确认连接。整个交互过程如下图所示。

TCP网络程序图解：

2)ip地址和端口：

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

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。

3）InetAdderss：

4）UDP协议：

UDP是无连接通信协议，即在数据传输时，数据的发送端和接收端不建立逻辑连接。简单来说，当一台计算机向另外一台计算机发送数据时，发送端不会确认接收端是否存在，就会发出数据，同样接收端在收到数据时，也不会向发送端反馈是否收到数据。

由于使用UDP协议消耗资源小，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例如视频会议都使用UDP协议，因为这种情况即使偶尔丢失一两个数据包，也不会对接收结果产生太大影响。

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。UDP的交换过程如下图所示。

***DatagramPacket:
JDK中提供了一个DatagramPacket类，该类的实例对象就相当于一个集装箱，用于封装UDP通信中发送或者接收的数据。

****DatagramSocket:

UDP网络程序图：

小结：

——*InetAddress类——
1. 无构造方法
java.net.InetAddress 表示ip地址

2.静态方法:
    static InetAddress getLocalHost() 返回当前电脑的ip对象
    static InetAddress getByName(String host) 根据主机名获取ip对象
*参数可以写主机名 ip地址域名

3.方法:
String getHostName() 返回当前ip的主机名
String getHostAddress() 返回当前ip对象的字符串ip

   ——*UDP协议——
1.特点：1）无连接的
   2）耗资源小，通信效率高
   3）会丢数据包
4）不能保证数据的完整性，不安全

2.*—UDP的接收端
1）接收端 java.net.DatagramSocket
构造方法
DatagramSocket(int port) 创建接收端对象
方法
void receive(DatagramPacket p) 接收数据包
2）接收端的数据包 java.net.DatagramPacket
DatagramPacket(byte[] buf, int length) 创建接收端的数据包：

*1.创建接收端对象绑定端口号DatagramSocket
*2.创建接收端数据包对象用来接收数据
*3.调用DatagramSocket的receive方法接收数据包
*4.拆包
DatagramPacket
int getLength() 获取发送数据长度
int getPort() 获取发送端软件的端口号这个端口是系统随机分配的
*5.关闭资源

3*—UDP的发送端
发送端 java.net.DatagramSocket
    构造方法
        DatagramSocket() 创建发送端对象
    方法
        void send(DatagramPacket p)发送数据包
发送端的数据包 java.net.DatagramPacket
    构造方法
        DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port)
       创建发送端的数据包对象封装数据封装接收端地址及端口号

1.创建发送端对象DatagramSocket
2.准备数据
3.创建数据包对象 DatagramPacket 封装接收端地址及端口号
4.调用DatagramSocket的send方法发送数据包
5.关闭资源

        ——*TCP协议——
1.特点：
   1)面向连接
   2）资源消耗大，通信效率低
   3）传输安全高

2.—*TCP客服端
客户端 java.net.Socket
    构造方法
   Socket(InetAddress address, int port)
   Socket(String host, int port) 创建客户端对象绑定服务器ip及端口
普通方法
   OutputStream getOutputStream() 获取字节输出流
   InputStream getInputStream() 获取字节输入流

*1.创建客户端对象绑定服务器ip及端口
*2.获取字节输出流对象向服务器写出"你好"
*3.获取字节输入流对象接收服务器的"不好"
*4.关闭资源

   3.—*TCP服务端
服务端 java.net.ServerSocket
构造方法
    ServerSocket(int port) 创建绑定端口号的服务端对象
方法
   Socket accept() 获取连接服务端的Socket对象
*1.创建服务端对象ServerSocket
*2.调用ServerSocket的accept方法获取连接服务端的客户端对象
*3.客户端对象获取字节输入流接收客户端发送的你好
*4.获取字节输出流对象向客户端发送数据 "不好"
*5.关闭资源
*

——*1）文件上传客服端：

* 数据源:d:\\1.jpg
* 数据目的:服务器
*
* 1.创建客户端对象绑定服务端ip及端口号
* 2.创建FileInputStream用来读取硬盘上的图片
* 3.调用getOutputStream方法获取字节输出流用来将图片发送给服务端
* 4.进行读写
* 5.调用getInputStream方法获取字节输入流用来接收服务器返回的"上传成功"
* 6.关闭资源
*/
public class UploadClient {

   public static void main(String[] args) throws IOException {
       // 创建客户端对象绑定服务端ip及端口号
       Socket s = new Socket("127.0.0.1", 6666);
       // 创建FileInputStream用来读取硬盘上的图片
       FileInputStream fis = new FileInputStream("d:\\1.jpg");
       // 调用getOutputStream方法获取字节输出流用来将图片发送给服务端
       OutputStream out = s.getOutputStream();
       // 进行读写
       byte[] bytes = new byte[1024];
       int len = 0;
       while ((len = fis.read(bytes)) != -1) {
           out.write(bytes, 0, len);
       }
       //给服务端写了一个结束标记告诉服务端我输出完了
       s.shutdownOutput();


       System.out.println("-------接收服务器返回数据-----------------------");
//       调用getInputStream方法获取字节输入流用来接收服务器返回的"上传成功"
       InputStream in = s.getInputStream();
       byte[] b = new byte[1024];
       int length = in.read(b);
       System.out.println(new String(b,0,length));


       in.close();
       out.close();
       fis.close();
       s.close();

   }
}

——*2）文件上传服务端
*
* 文件上传服务端
* 数据源:客户端
* 数据目的:d:\\work\\abc\\1.jpg
*
* 1.创建服务端对象绑定端口号
* 2.调用accept方法获取发送图片的客户端
* 3.通过客户端获取字节输入流，用来接收客户端传递的数据
* 4.创建FileOutputStream 绑定数据目的
* 5.进行读写
* 6.通过客户端对象获取字节输出流，用来返回数据 "上传成功"
* 7.关闭资源
*/
public class UploadServer {

   public static void main(String[] args) throws IOException {
       //创建服务端对象绑定端口号
       ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
       //调用accept方法获取发送图片的客户端
       Socket thisSocket = ss.accept();
       //通过客户端获取字节输入流，用来接收客户端传递的数据
       InputStream in = thisSocket.getInputStream();
       //创建FileOutputStream 绑定数据目的
       //不重复的文件名
       String name = "itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";
       FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("d:"+File.separator+"work"+File.separator+"abc",name));
       //进行读写
       byte[] bytes = new byte[1024];
       int len = 0;
       while((len = in.read(bytes))!=-1){
           fos.write(bytes, 0, len);
       }

       System.out.println("------------向客户端发送数据------------------------");
       //通过客户端对象获取字节输出流，用来返回数据 "上传成功"
       OutputStream out = thisSocket.getOutputStream();
       out.write("上传成功".getBytes());


       out.close();
       fos.close();
       in.close();
       thisSocket.close();
       ss.close();

   }
}

——3）文件上传服务端（多线程）

/*
* 文件上传服务端
* 数据源:客户端
* 数据目的:d:\\work\\abc\\1.jpg
*
* 1.创建服务端对象绑定端口号
* 2.调用accept方法获取发送图片的客户端
* 3.通过客户端获取字节输入流，用来接收客户端传递的数据
* 4.创建FileOutputStream 绑定数据目的
* 5.进行读写
* 6.通过客户端对象获取字节输出流，用来返回数据 "上传成功"
* 7.关闭资源
*/
public class UploadServer {

   public static void main(String[] args) throws IOException {
       //创建服务端对象绑定端口号
       ServerSocket ss = new ServerSocket(6666);
       while(true){

           Socket thisSocket = ss.accept();
           new Thread(new UploadTask(thisSocket)).start();
       }

   }
}

*
* 文件上传客户端
*
* 数据源:d:\\1.jpg
* 数据目的:服务器
*
* 1.创建客户端对象绑定服务端ip及端口号
* 2.创建FileInputStream用来读取硬盘上的图片
* 3.调用getOutputStream方法获取字节输出流用来将图片发送给服务端
* 4.进行读写
* 5.调用getInputStream方法获取字节输入流用来接收服务器返回的"上传成功"
* 6.关闭资源
*/
public class UploadClient {

//定义一个类实现Runnable接口，重写run()方法，创建线程任务

mport java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;
import java.util.Random;

public class UploadTask implements Runnable{
   private Socket thisSocket;

   public UploadTask(Socket thisSocket){
       this.thisSocket = thisSocket;
   }

   @Override
   public void run() {
       try {
           //通过客户端获取字节输入流，用来接收客户端传递的数据
           InputStream in = thisSocket.getInputStream();
           //创建FileOutputStream 绑定数据目的
           //不重复的文件名
           String name = "itcast"+System.currentTimeMillis()+new Random().nextInt(999999)+".jpg";
           FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("d:"+File.separator+"work"+File.separator+"abc",name));
           //进行读写
           byte[] bytes = new byte[1024];
           int len = 0;
           while((len = in.read(bytes))!=-1){
               fos.write(bytes, 0, len);
           }

           System.out.println("------------向客户端发送数据------------------------");
           //通过客户端对象获取字节输出流，用来返回数据 "上传成功"
           OutputStream out = thisSocket.getOutputStream();
           out.write("上传成功".getBytes());


           out.close();
           fos.close();
           in.close();
           thisSocket.close();
       } catch (Exception e) {
           // TODO: handle exception
       }

   }

}

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