关于TCP/IP协议及网络通信相关问题

一、网络模型：

OSI标准模型七层架构以及其传输数据的模型如下：

 

传输信息的过程由上之下逐渐封装，接收过程则是由下至上逐渐拆包，每一层只解析自己独立的部分。

二、网络的机要素

1、IP

public class NetTest {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException {
        //获取本地ip
        InetAddress ip = InetAddress.getLocalHost();
        System.out.println(ip);
    }
}

 

2、域名

　　本地ip和域名映射文件  ：  C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

 

　　当用户访问的是服务器对应的域名时候，首先会在本地该映射文件中找，如果没有，则访问第三方厂商提供的域名解析器进行解析，最终将域名解析为ip地址进行访问。如下图：

 

 

3、端口port

　　为了能够实现应用程序之间的通讯，引入端口来区分。例如飞秋和qq之间的通讯。

4、传输层协议

　　传输层协议有一下几个TCP 、UDP 、 TLS 、 DCCP 、 SCTP 、RSVP 、 PPTP，常用的有TCP和UDP。

 

 UDP：

　　面向无连接；将数据及源和和目的封装成包，不需要建立连接；每一个数据包的大小限制在64kb以内；不需要连接，因此速度快；不安全（例如qq发送消息）。

TCP：

　　需要建立连接，形成传输通道；在连接中进行大量的数据传输；通过三次握手完成连接，是安全可靠的；同比效率较低（例如用qq传递文件）。

5、网络传输中的重要概念Soket

　　它是为通讯提供的一种机制；通信的两端都有Soket；网络通讯的实质就是Soket之间的通讯；数据在两个Soket之间及进行IO传输。

 

 6、UDP

　　UDP传输如同码头、船、集装箱和货物一样；发送的信息如同货物，DatagramPacket就是集装箱，多大的货物就要用对应的集装箱；传输协议如同船只，soket就是码头。接收端必须要有明确的端口。然后用自己的DatagramPacket（集装箱去封装货物）。代码和步骤如下：

//基于UDP传输协议的多人聊天示例
public class UdpChat {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        DatagramSocket dsk = new DatagramSocket();
        DatagramSocket res = new DatagramSocket(10001);//接收方必须有固定端口
        Send_Port send = new Send_Port(dsk);
        Resive_Port resv = new Resive_Port(res);
        new Thread(send).start();;
        new Thread(resv).start();;
    }
}

/*
 * 发送端
 */
class Send_Port implements Runnable{
    /*
     * 步骤：
     *     1、创建UDP的Soket，使其具备发送能力；
     *     2、创建及封装需要传输的数据；
     *     3、使用Soket的send方法进行发送；
     *     4、关闭资源。
     */    
    
    //该对象用于发送
    private DatagramSocket dsk;
    public Send_Port(DatagramSocket sp) {
        super();
        this.dsk = sp;
    }
    @Override
    public void run() {
        //键盘输入文本
        BufferedReader bf = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        String line = null;
        System.out.println("请输入：");
        try {
            while((line = bf.readLine()) != null) {
                if("886".equals(line)) {
                    System.out.println("发送方终止通话");
                    break;
                }
                byte[] bt = line.getBytes();
                /*参数：需要传输的数据；数据长度，接收方的ip地址，接收方的端口号*/
                DatagramPacket packg = new DatagramPacket(bt, bt.length, InetAddress.getByName("172.16.10.255"), 10001);
                dsk.send(packg);
            }
            dsk.close();//关闭资源
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

/*
 * 接收端
 */
class Resive_Port implements Runnable{
    /*
     * 步骤：
     *     1、创建UDP的Soket，用于接收
     *     2、创建接受包，用于接收传递来的数据，其中需要规定接收专用的集合及其大小
     *     3、接收数据
     *     4、关闭资源。
     */    
    private DatagramSocket drk;
    //初始化参数
    public Resive_Port(DatagramSocket drk) {
        super();
        this.drk = drk;
    }
    @Override
    public void run() {
        byte[] res_byte = new byte[1024];
        DatagramPacket res = new DatagramPacket(res_byte , res_byte.length);//相当于集装箱。
        while(true) {
            try {
                drk.receive(res);
                String text = new String(res.getData(),0,res.getData().length);
                if(text!=null) {
                    DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm");
                    String date = df.format(new Date());
                    if("886".equals(text)) {
                        System.out.println("用户："+res.getAddress()+"退出群聊！");
                    }
                    System.out.println(res.getAddress()+":"+text);
                    System.out.print(date);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

 

7、TCP

　　面向连接，详情人如下：

public class TCPTest {
    /**
     * 服务端编程思想：（开启后将处于阻塞状态）
     *     1、创建服务端Socket，监听一个明确的端口；
     *     2、获取客户端对象(不用自己创建流)
     *     3、根据客户端对象获取到对应的输入流，读取客户端发来数据
     *     4、逻辑处理
     *     5、
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        
        //服务端socket,监听一个端口
        ServerSocket ss = new ServerSocket(10003);
        Service ser = new Service(ss);
        ser.server();
    }
}

class test{
    /**
     * 客户端编程思路：
     *     1、创建客户端Soket，明确服务端的地址和端口。
     *     2、三次握手，建立通道，如果通道建立成功，客户端和服务器就会形成Soke IO流。
     *         客户端的任务就是获取到Socket中的输出流将，将信息传输服务器中。
     *     3、通过输出流发送数据
     *     4、关闭资源
     * 
     * 注意事项：面向连接编程首先应该先启动服务器，这样客户端才能够像服务器发送请求
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //客户端socket，明确服务端ip和port
        Socket s = new Socket(InetAddress.getByName("172.16.10.23"),10003);
        Client cl = new Client(s);
        cl.client();
    }
}

class Client{
    /*客户端socket*/
    private Socket client_socket;
    /* 初始化参数 */
    public Client(Socket client_socket) {
        super();
        this.client_socket = client_socket;
    }
    public void client() throws Exception {
        OutputStream out = null;
        try {
            System.out.println("客户端开始请求资源");
            out = client_socket.getOutputStream();
            out.write("请求资源".getBytes());
        } catch (IOException e) {
            throw new Exception("连接超时："+ e);
        }finally{
            out.close();
        }
    }
}
    
class Service{
    private ServerSocket service ;
    public Service(ServerSocket service) {
        super();
        this.service = service;
    }
    /*阻塞状态*/
    public void server() throws Exception {
        System.out.println("服务器初始化完成...");
        //获取客户端
        Socket client = service.accept();
        if(client!=null) {
            //从客户端中获取输入流
            InputStream in = client.getInputStream();
            //读取
            byte[] bt = new byte[1024];
            int line = in.read(bt);
            String text = new String(bt,0,line);
            String ip = client.getInetAddress().getHostAddress();
            System.out.println(ip+":"+text);
            client.close();
        }
    }
}