基于TCP的网络编程 基于TCP的Scoket通讯模型

本文深入解析了TCP传输控制协议的特点及其三次握手过程,详细介绍了基于TCP的Socket通信模型,包括客户端和服务端的具体实现步骤及代码示例。此外,还探讨了如何通过Socket进行文件传输。

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1.概念

TCP:Transmission Control Protocol,传输控制协议,基于字节流的传输层通信协议。
​ 特点:
​ 1.面向连接
​ 2.安全、可靠
​ 3.传输数据大小限制,一旦连接建立,双方可以按统一的格式传输任意多的数据。
​ 4.效率低

TCP的三次握手
a.客户端向服务端发送一个请求
b.服务端收到请求后,回客户端一个响应
c.客户端向收到服务端的响应后,回服务端一个确认信息

2.基于TCP的Socket(套接字)通信模型

Socket是操作系统提供的一种底层的通信机制,Java仅仅是对底层的socket的一种封装。供开发人员方便使用。具体模型如下图:
在这里插入图片描述

3.Socket和ServerSocket

ServerSocket表示服务端的套接字,Socket代表客户端的套接字,通常是客户端发送消息,服务端接收消息。
服务端执行具体步骤:

  • 服务器端:
  • 编程步骤:
  • 1 创建服务器套接字,并指定端口号
  • 2 接受客户端连接,并返回客户端套接字
  • 3 获取输入输出流
  • 4 处理
  • 5 关闭
    客户端通常就四个步骤:
    1.创建客户端套接字,并指定服务器地址和端口号
    2.获取输入或者输出流
    3.处理
    4.关闭

具体代码如下:
客户端:

public class TcpClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.创建客户端套接字,并指定服务器地址和端口号
        Socket socket=new Socket("10.9.21.248",8888);
        //2.获取输入或者输出流
        //客户端是向服务端发消息   输出
        //3.处理
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter( socket.getOutputStream()));
        bw.write("你好吗");
        bw.newLine();//注意注意注意  一定要换行  readline读到换行符才能结束  后面.close()会有换行符 不加的读到close才换行
        bw.flush();
        //接收服务端回复
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String s = br.readLine();
        System.out.println("服务端回复:"+s);
        //4.关闭

        br.close();
        bw.close();
        socket.close();

    }
}

服务端代码:

public class TcpServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       //1.创建服务器套接字,并指定端口号
        ServerSocket listener=new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务端已启动...");
        //2 接受客户端连接,并返回客户端套接字
        Socket socket = listener.accept();//返回的是客户端套字
        //3. 获取输入输出流
        //4 处理
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        String line=br.readLine();
        System.out.println("客户端说"+line);
        //服务端回复客户端
        BufferedWriter bw=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter( socket.getOutputStream()));
        bw.write("我很好,谢谢");
        bw.newLine();
        bw.flush();
        // 5 关闭
        bw.close();
        br.close();
        socket.close();
        listener.close();

    }

}

当客户端向服务端传送的不是字符消息时候,比如传图片或者音频,则必须用字节流来处理,客户端传图片:

public class FileClient {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Socket socket=new Socket("10.9.21.248",8888);
        BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(new FileInputStream("ccc.png"));
        BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(socket.getOutputStream());
        byte[] buf=new byte[1024];
        int len=-1;
        while ((len=bis.read(buf))!=-1){
            bos.write(buf,0,len);
        }
        bis.close();
        bos.close();
        socket.close();
        System.out.println("传输完毕");
    }
}
//下面是不带缓冲的代码方法
 /*   public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1创建socket
        Socket socket=new Socket("10.9.21.146", 8888);
        //2获取输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream();
        //3读取文件并输出
        FileInputStream fis=new FileInputStream("copy.jpg");
        byte[] buf=new byte[1024];
        int len=-1;
        while((len=fis.read(buf))!=-1){
            os.write(buf,0,len);
            os.flush();
        }
        //4关闭
        fis.close();
        os.close();
        socket.close();
        System.out.println("发送完毕");

    }

}*/

服务端接收图片:

public class FileServer {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ServerSocket listener=new ServerSocket(8888);
        System.out.println("服务器启动");
        Socket socket = listener.accept();
        InputStream inputStream = socket.getInputStream();
        BufferedInputStream bis=new BufferedInputStream(inputStream);
        BufferedOutputStream bos=new BufferedOutputStream(new FileOutputStream("d:\\xuexi.png"));
        byte [] buf=new byte[1024];
        int b=-1;
        while ((b=bis.read(buf))!=-1){
            bos.write(buf,0,b);
            bos.flush();
        }
        System.out.println("服务器接收完毕");
        bos.close();
        bis.close();
        socket.close();
        listener.close();


    }
}

//下面不带缓冲的普通方法
/* public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1创建ServerSocket 并指定端口号
        ServerSocket listener=new ServerSocket(8888);
        //2侦听,返回客户端套接字
        System.out.println("服务器已启动.....");
        Socket socket = listener.accept();
        //3获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream();
        FileOutputStream fos=new FileOutputStream("d:\\aaa.jpg");
        byte[] buf=new byte[1024];
        int len=-1;
        //4读取数据
        while((len=is.read(buf))!=-1){
            fos.write(buf,0,len);
        }
        //5关闭
        fos.close();
        is.close();
        socket.close();
        listener.close();
        System.out.println("接受完毕");

    }

}*/

主要代码就是利用流来进行文件传输,通过套接字来连接彼此之间桥梁。

里面包含聊天室的客户端和服务器端的源文件和一份完整的设计报告。 一、 系统概要 本系统能实现基于VC++的网络聊天室系统。有单独的客户端、服务器端。 服务器应用程序能够接受来自客户端的广播,然后向客户端发送本机的IP与服务端口,让客户端接入到服务器进行聊天,检测用户名是否合法(重复),服务器责接收来自客户端的聊天信息,并根据用户的需求发送给指定的人或所有人,能够给出上线下线提示。客户端能够发出连接请求,能编辑发送信息,可以指定发给单人或所有人,能显示聊天人数,上线下线用户等。 二、 通信规范的制定 服务请求规范: 服务器端: (1) 创建一个UDP的套接字,接受来自客户端的广播请求,当请求报文内容为“REQUEST FOR IP ADDRESS AND SERVERPORT”时,接受请求,给客户端发送本服务器TCP聊天室的端口号。 (2) 创建一个主要的TCP协议的套接字负责客户端TCP连接 ,处理它的连接请求事件。 (3)在主要的TCP连接协议的套接字里面再创建TCP套接字保存到动态数组里,在主要的套接字接受请求后 ,就用这些套接字和客户端发送和接受数据。 客户端: (1) 当用户按“连接”按钮时,创建UDP协议套接字,给本地计算机发广播,广播内容为“REQUEST FOR IP ADDRESS AND SERVERPORT”。 (2)当收到服务器端的回应,收到服务器发来的端口号后,关闭UDP连接。根据服务器的IP地址和端口号重新创建TCP连接。 故我思考:客户端一定要知道服务器的一个端口,我假设它知道服务器UDP服务的端口,通过发广播给服务器的UDP服务套接字,然后等待该套接字发回服务器TCP聊天室服务的端口号,IP地址用ReceiveForom也苛刻得到。 通信规范 通信规范的制定主要跟老师给出的差不多,并做了一小点增加: (增加验证用户名是否与聊天室已有用户重复,在服务器给客户端的消息中,增加标志0) ① TCP/IP数据通信 --- “聊天”消息传输格式 客户机 - 服务器 (1)传输“用户名” STX+1+用户名+ETX (2) 悄悄话 STX+2+用户名+”,”+内容+ETX (3) 对所有人说 STX+3+内容+ETX 服务器- 客户机 (0)请求用户名与在线用户名重复 //改进 STX+0+用户名+EXT (1)首次传输在线用户名 STX+1+用户名+ETX (2)传输新到用户名 STX+2+用户名+ETX (3)传输离线用户名 STX+3+用户名+ETX (4)传输聊天数据 STX+4+内容+ETX (注:STX为CHR(2),ETX 为CHR(3)) 三、 主要模块的设计分析 四、 系统运行效果 (要求有屏幕截图) 五、 心得与体会
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