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1.前言
2.正文
2.1TCP协议与UDP协议
2.2socket API进行网络编程
2.2.1DatagramPacket类
2.2.1.1发送数据报
2.2.1.2接收数据报
2.2.1.3获取数据报内容
2.2.1.4设置数据报内容
2.2.2DatagramSocket类
2.2.2.1构造方法
2.2.2.2常用方法
2.2.3具体代码与解释
3… 目录
1.前言
2.正文
2.1TCP协议与UDP协议
2.2socket API进行网络编程
2.2.1DatagramPacket类
2.2.1.1发送数据报
2.2.1.2接收数据报
2.2.1.3获取数据报内容
2.2.1.4设置数据报内容
2.2.2DatagramSocket类
2.2.2.1构造方法
2.2.2.2常用方法
2.2.3具体代码与解释
3.小结 1.前言
哈喽大家好吖今天继续给大家分享计算机网络相关的知识先讲解传输层两个重要的UDP和TCP协议再讲解在UDP中通过socket API来进行网络编程。
2.正文
2.1TCP协议与UDP协议
在讲解二者的概念与对比之前先提前介绍几个涉及到的概念 有连接/无连接指的是通信的A和B两端是否互相保留对方的信息即彼此之间是否知道是谁和它建立连接。 可靠传输/不可靠传输在网络上很容易出现丢包这种情况因为光信号和电信号都可能受到外界干扰如果在传输中识别到某些出错的数据打包丢掉保证正常数据传输这个叫做可靠传输反之只管发送不管中间的错误就是不可靠传输。 面向字节流/面向数据包面向字节流读写数据的时候是以字节为单位面向数据报读写数据的时候以一个数据报为单位(不是字符)。 全双工/半双工一个通信链路,支持双向通信(能读,也能写) / 一个通信链路,只支持单向通信~~(要么读,要么写) 讲解完以上概念正文就可以顺利开始~
TCP传输控制协议和UDP用户数据报协议是互联网中最重要的两种传输层协议负责在应用程序之间传输数据。它们在设计目标、工作原理和应用场景上有显著差异。以下是详细的对比和解析 TCP 特点 面向连接通信前需通过三次握手建立可靠连接结束时通过四次挥手释放连接。 可靠传输通过确认应答ACK、超时重传、数据排序、流量控制和拥塞控制确保数据完整、有序、无丢失。 全双工通信支持双向数据流传输。 字节流模式数据被看作无结构的字节流由TCP自行分割和重组。 优点: 数据可靠性高适合文件传输、网页浏览等场景。 自动处理数据分片、重组和错误恢复。 缺点: 建立和释放连接的开销大。 传输延迟较高。 UDP 特点 无连接直接发送数据无需建立连接。 不可靠传输不保证数据到达、顺序或完整性。 数据报模式每个数据包独立处理保留边界。 全双工通信支持双向数据流传输。 优点 传输速度快、延迟低。 资源占用少适合实时性要求高的场景。 支持广播和多播一对多通信。 缺点 不保证数据可靠性可能丢失或乱序。 2.2socket API进行网络编程
接下来就到了咱们的代码环节了我们将利用socket API来创建一个本地的UDP回显服务器。那么何为回显服务器呢 UDP回显服务器是一种简单的网络服务它接收客户端发送的UDP数据报并将相同的数据报原样返回给客户端即请求和响应相同。 2.2.1DatagramPacket类
在开始创建一个本地的UDP回显服务器之前需要先介绍一下我们要使用的DatagramPacket类
DatagramPacket类用于封装UDP数据报。它表示一个UDP数据报的结构包括数据内容、目标地址、目标端口、数据长度等信息。 2.2.1.1发送数据报 DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port) buf要发送的数据存储在字节数组中。 length要发送的数据的长度。 address目标主机的 IP 地址类型为 InetAddress。 port目标主机的端口号。 2.2.1.2接收数据报 DatagramPacket(byte[] buf, int length) buf用于存储接收到的数据的字节数组。 length字节数组的长度即最大可接收的数据长度。 2.2.1.3获取数据报内容 getData()返回数据报的数据类型为 byte[]。 getLength()返回数据报的实际数据长度。 getAddress()返回发送方的 IP 地址接收时使用。 getPort()返回发送方的端口号接收时使用。 2.2.1.4设置数据报内容 setData(byte[] buf)设置数据报的数据。 setLength(int length)设置数据报的长度。 setAddress(InetAddress address)设置目标地址。 setPort(int port)设置目标端口。 2.2.2DatagramSocket类
DatagramSocket类用于发送和接收UDP数据报。它表示一个UDP端点可以绑定到本地端口并通过网络发送和接收数据报。 2.2.2.1构造方法 DatagramSocket系统随机分配一个未使用的本地端口。DatagramSocketint port绑定指定的本地端口。DatagramSocketint port InetAddress address绑定到指定的本地端口和地址。 2.2.2.2常用方法 void sendDatagramPacket p发送数据报。void receiveDatagramPacket p接收数据报。void close关闭套接字。 2.2.3具体代码与解释
下面是具有详细的注释的代码与讲解
UdpEchoServer
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;public class UdpEchoServer {private DatagramSocket socket null;public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {// 指定了一个固定端口号, 让服务器来使用.socket new DatagramSocket(port);}public void start() throws IOException {// 启动服务器System.out.println(服务器启动);while (true) {// 循环一次, 就相当于处理一次请求.// 处理请求的过程, 典型的服务器都是分成三个步骤的.// 1. 读取请求并解析.// DatagramPacket 表示一个 UDP 数据报. 此处传入的字节数组, 就保存 UDP 的载荷部分.DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);socket.receive(requestPacket);// 把读取到的二进制数据, 转成字符串. 只是构造有效的部分.String request new String(requestPacket.getData(), 0, requestPacket.getLength());// 2. 根据请求, 计算响应. (服务器最关键的逻辑)// 但是此处写的是回显服务器. 这个环节相当于省略了.String response process(request);// 3. 把响应返回给客户端// 根据 response 构造 DatagramPacket, 发送给客户端.// 此处不能使用 response.length()DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(response.getBytes(), response.getBytes().length,requestPacket.getSocketAddress());// 此处还不能直接发送. UDP 协议自身没有保存对方的信息(不知道发给谁)// 需要指定 目的 ip 和 目的端口.socket.send(responsePacket);// 4. 打印一个日志System.out.printf([%s:%d] req: %s, resp: %s\n, requestPacket.getAddress().toString(), requestPacket.getPort(),request, response);}}// 后续如果要写别的服务器, 只修改这个地方就好了.// 不要忘记, private 方法不能被重写. 需要改成 publicpublic String process(String request) {return request;}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoServer server new UdpEchoServer(9090);server.start();}
} UdpEchoClient
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;public class UdpEchoClient {private DatagramSocket socket null;// UDP 本身不保存对端的信息, 就自己的代码中保存一下private String serverIp;private int serverPort;// 和服务器不同, 此处的构造方法是要指定访问的服务器的地址.public UdpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws SocketException {this.serverIp serverIp;this.serverPort serverPort;socket new DatagramSocket();}public void start() throws IOException {Scanner scanner new Scanner(System.in);while (true) {// 1. 从控制台读取用户输入的内容.System.out.println(请输入要发送的内容:);if (!scanner.hasNext()) {break;}String request scanner.next();// 2. 把请求发送给服务器, 需要构造 DatagramPacket 对象.// 构造过程中, 不光要构造载荷, 还要设置服务器的 IP 和端口号DatagramPacket requestPacket new DatagramPacket(request.getBytes(), request.getBytes().length,InetAddress.getByName(serverIp), serverPort);// 3. 发送数据报socket.send(requestPacket);// 4. 接收服务器的响应DatagramPacket responsePacket new DatagramPacket(new byte[4096], 4096);socket.receive(responsePacket);// 5. 从服务器读取的数据进行解析, 打印出来.String response new String(responsePacket.getData(), 0, responsePacket.getLength());System.out.println(response);}}public static void main(String[] args) throws IOException {UdpEchoClient client new UdpEchoClient(127.0.0.1, 9090);client.start();}
} 实现核心思路 服务器端 打开一个UDP套接字Socket。 绑定到一个指定的端口等待客户端发送数据。 接收客户端发送的UDP数据报。 将接收到的数据报原样发送回客户端。 重复上述过程直到服务器关闭。 客户端 打开一个UDP套接字。 向服务器的指定端口发送数据报。 接收服务器返回的数据报。 比较发送和接收的数据是否一致以验证数据传输的完整性。 关闭套接字。 3.小结
今天的分享到这里就结束了喜欢的小伙伴不要忘记点点赞点个关注你的鼓励就是对我最大的支持加油
