TCP协议与UDP协议分析

网络编程有三个要素，分别是IP地址、端口号和通信协议，那本文主要讲述的是TCP与UDP这两种通信协议，以及编程的实现。

首先，我们需要了解一下IP地址、端口号、通信协议的相关知识。

一、IP地址

网络中的计算机使用IP地址来进行唯一标识，IP地址有IPv4和IPv6两种类型。IPv4采用十进制或二进制表示形式，十进制是一种比较常用的表示形式，如192.168.1.131，IPv6采用十六进制表示形式，一般不常用。

如何查看IP地址相关信息：

在Windows系统下，打开cmd，输入命令ipconfig，按回车即可查看。在Linux或Mac系统下，打开终端，使用ifconfig命令，按回车即可查看。

二、端口号

端口号是计算机中的应用程序的一个整数数字标号，用来区分不同的应用程序。

0 ~ 1024 为被系统使用或保留的端口号，0 ~ 65535为有效的端口号，也就是说我们要对一些程序定义端口号的时候，要选择1024 ~ 65535范围内的整数数字。

比如，以前学过的MySQL的端口号是3306，SQLServer的端口号是1433，查了一下Oracle的端口号是1521。

一定要把这些数据库对应的端口号，藏在深深的脑海里，以后在连接数据库的时候，会使用到端口号。

三、通信协议

说的通俗一点，通信协议就是网络通信中的规则，分为TCP协议和UDP协议两种。

第一种：TCP协议
英文名：Transmission Control Protocol
中文名：传输控制协议
协议说明：TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

举例：打电话，需要双方都接通，才能进行对话

特点：效率低，数据传输比较安全

第二种：UDP协议
英文名：User Datagram Protocol
中文名：数据报协议
协议说明：UDP是一种面向无连接的传输层通信协议。

举例：发短信，不需要双方建立连接，But，数据报的大小应限制在64k以内

特点：效率高，数据传输不安全，容易丢包

四、三要素关系图与网络模型图

1、网络编程三要素关系图

注：图中端口号、IP地址为演示，并非真实

2、OSI参考模型与TCP/IP参考模型

五、TCP编程

TCP是基于字节流的传输层通信协议，所以TCP编程是基于IO流编程。

对于客户端，我们需要使用Socket类来创建对象。对于服务器端，我们需要使用ServerSocket来创建对象，通过对象调用accept()方法来进行监听是否有客户端访问。

客户端与服务器端图解：

客户端与服务器端实现步骤：

前提：创建一个项目，在项目中创建两个模块（model），一个模块用来放客户端相关代码，一个模块用来放服务器端相关代码。

目录结构如下图

客户端：

1、创建Socket对象，并指定服务器端应用程序的端口号和服务器端主机的IP地址。

2、使用Socket的对象调用getOutputStream()方法来获取字节输出流对象。

3、调用字节输出流的write(byte[] buf)或者write(int b)向服务器发送指定数据。

4、记得关闭流。

服务器端：

1、创建ServerSocket对象，并指定该应用程序的端口号，端口号必须和客户端指定的端口号一样。

2、使用ServerSocket对象的accept()方法来监听客户端发送过来的请求，返回值为Socket对象。

3、调用Socket对象的getInputStream()方法获取字节输入流对象

4、调用字节输入流对象的read(byte[] buf)或read()方法获取数据。

5、记得关闭流。

实例：

客户端向服务器端发送信息，并显示在服务器端。

Client类（客户端）

package cn.tkrnet.client;

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.Socket;

public class Client {
public static void main(String[] args) throws IOException {

    <span class="token comment">//创建Socket对象，指定要发送到服务器端的IP地址，以及服务器端应用程序接收的端口号</span>
    <span class="token comment">//localhost代表本机IP地址</span>
    Socket client <span class="token operator">=</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">Socket</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token string">"localhost"</span><span class="token punctuation">,</span><span class="token number">9000</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    
    <span class="token comment">//获取输出流，用于向服务器端发送数据</span>
    OutputStream os <span class="token operator">=</span> client<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">getOutputStream</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class=