黑马程序员——TCP和UDP传输

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网络模型：OSI模型 TCP/IP模型
网络通讯要素：IP地址 端口号 传输协议
OSI参考模型分为七层：应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
TCP/IP参考模型分为四层：应用层 传输层 网际层 主机至网络层

OSI参考模型和TCP/IP是想对应的

网络的通讯要素的详细内容：
IP地址
网络中设备的标识
不易记忆，可用主机名
本地回环地址：127.0.0.1
主机名：localhost
端口号
用于标识进程的逻辑地址，不同进程的标识
有效端口：0~65535
其中0~1024系统使用或保留端口
传输协议
通讯的规则
常见的协议：TCP UDP

例子：
InetAddress i=InetAddress.getLocalHost(); //获取本地地址
i.getHostAddress(); //只获取本地的地址
i.getHostName(); //只获取本地的主机名

传输协议TCP和UDP的区别？
UDP：面向无连接，不可靠 速度快
将数据及源和目的封装成数据包中，不需要建立连接
每个数据包的大小限制在64k内
因无连接，是不可靠协议
不需要建立连接，速度快

TCP：建立连接，可靠协议 效率低
建立连接，形成传输数据的通道
在连接中进行大数据量传输
通过三次握手完成连接，是可靠协议
必须建立连接，效率会稍低

Socket
Socket就是为网络服务提供的一种机制
通信的两端都有Socket
网络通信其实就是Socket间的通信
数据在两个Socket间通过IO传输

使用UDP传输：
UDP传输
DatagramScoket与DatagramPacket
建立发送端，接收端
建立数据包
调用Socket的发送接收方法
关闭Socket
发送端与接收端是两个独立的运行程序

UDP的发送端：
需求：通过udp传输方式，将一段文字数据发送出去
思路:
1，建立udpsocket服务
2，提供数据，并将数据封装到数据包中
3，通过socket服务的发送功能，将数据包发出去
4，关闭资源

import java.net.*;
class udpSend
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//建立udpsocket服务
DatagramSocket ds=new DatagramSocket(8888);

//确定数据 并数据封装到数据包中
byte[] buf="udp send a data".getBytes();

DatagramPacket dp=
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10000);
//通过send方法将数据包发出去

ds.send(dp);

//关闭资源

ds.close();

System.out.println();
}
}

UDP的接收端：
定义一个应用程序，用于接收udp协议传输的数据并处理的

思路：
1，定义udpsocket服务
2，定义一个数据包，因为要存储接收到的字节数据，
因为数据包对象中有更多功能可以提取字节数据中的不同数据信息
3，通过socket服务的receive方法将收到的数据存入已定义好的数据包中
4，通过数据包对象的特有功能，将这些不同的数据取出，打印在控制台上。
5，关闭资源

class udpReceive
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//建立udpsocket服务，指定监听的接口

DatagramSocket ds=new DatagramSocket(10000);

//定义数据包，用于存储收到的数据

byte[] buf=new byte[1024];

DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length);

//通过receive方法将收到的数据存储

ds.receive(dp);

//通过数据包的功能，将不同数据取出

String ip=dp.getAddress().getHostAddress();

String p=new String(dp.getData(),0,dp.getLength());

int port =dp.getPort();

System.out.println(ip+":::"+p+":::"+port);

//关闭资源

ds.close();
}
}

UDP实现键盘录入方式的数据——即有发送端也有接收端
import java.net.*;
import java.io.*;
/*
UDP的键盘录入数据

*/
在发送端使用缓冲区技术从键盘录入数据，并读取数据，使用send方法将数据发送到服务端，接收端正常使用receive方法接收
BufferedReader buff=new BufferedReader
(new InputStreamReader(System.in));

String line=null;
while((line=buff.readLine())!=null)
{
if("123".equals(line))
break;

byte[] buf=line.getBytes();
DatagramSocket ds=new DatagramSocket();

DatagramPacket dp=
new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10001);

ds.send(dp);
}

总结：因为UDP传输是面向无连接的，所以可以在不开启服务端的情况下，客户端向服务端发送信息

例子：

UDP——聊天
编写一个聊天程序
有收数据的部分，和发数据的部分
这两部分需要同时执行
那就需要用到多线程技术
一个线程控制收，一个线程控制发

import java.net.*;
import java.io.*;

class send implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public send(DatagramSocket ds)
{
this.ds=ds;
}

public void run()
{
try
{
BufferedReader bufr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
String line=null;
while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("123".equals(line))
break;
byte[] buf=line.getBytes();

DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length,InetAddress.getByName("127.0.0.1"),10002);

ds.send(dp);
}

}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送端失败");
}
}
}
class receive implements Runnable
{
private DatagramSocket ds;
public receive(DatagramSocket ds)
{
this.ds=ds;
}
public void run()
{
try
{
byte[] buf=new byte[1024];
DatagramPacket dp=new DatagramPacket(buf,buf.length);
ds.receive(dp);
String ip=dp.getAddress().getHostAddress();
String data=new String(dp.getData(),0,dp.getLength());
System.out.println(ip+"::"+data);
}
catch (Exception e)
{
throw new RuntimeException("发送端失败");
}
}
}

class DemoChat
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
DatagramSocket sendsocket=new DatagramSocket();
DatagramSocket recesocket=new DatagramSocket(10002);
new Thread(new send(sendsocket)).start();
new Thread(new receive(recesocket)).start();

}
}

TCP传输：
Socket和ServerSocket
建立客户端和服务器端
建立连接后，通过Socket中的IO流进行数据的传输
关闭socket
同样，客户端与服务器端是两个独立的应用程序

演示TCP传输的例子：

1，TCP分客户端和服务端
2，客户端对应的对象是socket
服务端对应的对象是ServerSocket

客户端：
通过查阅socket对象，发现在该对象建立时，就可以去连接指定主机
因为tcp是面向连接的，所以在建立socket服务时，
就要有服务端存在，并连接成功。形成通路后，在该通道进行数据的传输

需求：给服务端发送一个文本数据

步骤：
1，创建socket服务，并指定要连接的主机和端口
2，为了发送数据，应该获取socket流中的输出流
3，将数据写入到流中

import java.io.*;
import java.net.*;

class tcpClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建socket服务，并指定要连接的主机和端口
Socket s=new Socket("192.168.1.109",10003);

//为了发送数据，应该获取socket流中的读取流
OutputStream out=s.getOutputStream();

//向流中写入数据
out.write("tcp wo lai le ".getBytes());

}
}

服务端：
需求：定义端点接收数据并打印在控制台上

1，建立服务端的socket服务，ServerSocket();
并监听一个端口
2，获取连接过来的客户端对象
通过ServerSocket的accept方法完成，
没有连接就会等，所以这个方法是阻塞式的
3，客户端如果发过来数据，那么服务端要使用对应的客户端对象，并获取到
该客户端对象的读取流来读取发过来的数据
4，关闭服务端 （可选的）

因为TCP传输是面向连接的，所以必须先启动服务端

怎么获取客户端的地址？
因为已经拿到了客户端的对象，客户端对象中封装了IP地址
使用getInetAddress()这个方法

服务端有可能不关闭自己，但是一定会关闭对方（客户端）

class tcpServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建Server服务，并监听一个端口
ServerSocket ss=new ServerSocket(10003);

//获取连接过来的客户端对象 使用accept方法
Socket s= ss.accept();

String ip=s.getInetAddress().getHostAddress();
System.out.println(ip+".....");

//获取客户端发过来的数据，那么要使用客户端的读取流对象
InputStream in=s.getInputStream();

byte[] buf=new byte[1024];

int len=in.read(buf);

System.out.println(new String(buf,0,len));

s.close();
ss.close();
}
}

演示tcp传输的客户端和服务端的互访的例子

需求：客户端给服务端发送数据，服务端收到后给客户端反馈信息

客户端：
1，建立socket服务，指定要连接的主机和端口
2，获取socket流中的输出流，将数据写到该流中，通过网络发送给服务端
3，获取socket流中的输入流，将服务端反馈的数据获取到，并打印
4，关闭客户端的资源

import java.io.*;
import java.net.*;

class tcpClient2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Socket s=new Socket("192.168.1.109",10004);

OutputStream out= s.getOutputStream();

out.write("服务端，你好".getBytes());

InputStream in=s.getInputStream();

byte[] buf=new byte[1024];

int len =in.read(buf);

System.out.println(new String(buf,0,len));

s.close();

}
}

class tcpServer2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss=new ServerSocket(10004);

Socket s=ss.accept();

String ip=s.getInetAddress().getHostAddress();

System.out.println(ip+"....connnected");

InputStream in=s.getInputStream();

byte[] buf=new byte[1024];

int len=in.read(buf);

System.out.println(new String(buf,0,len));

OutputStream out=s.getOutputStream();

out.write("我已收到，你也好".getBytes());

}
}

TCP练习：

需求：建立一个文本转换服务器
客户端给服务端发送文本，服务端会将文本转成大写字母返回给客户端
而且客户端可以不断的进行文本转换，当客户端输入over时，转换结束
分析：

客户端：
既然是操作设备上的数据，那么就可以使用IO技术，
并按照io的操作规律来思考
源：键盘录入
目的：网络设备，网络输出流，而且操作的是文本数据，可以选择字符流
步骤：
1，建立服务
2，获取键盘录入
3，将数据发给服务端
4，获取服务端返回的大写数据
5，结束，关资源
都是文本数据，可以使用字符流进行操作，同时提高效率，可以加入缓冲

服务端：
源：socket读取流
目的：socket输出流
都是文本，装饰

下面的例子出现的问题：
现象：客户端和服务端都在莫名的等待。这是为什么呢？
因为客户端和服务端都有阻塞式的方法，这些方法没有读到结束
标识，那么就一直等，而导致两端，都在等待

客户端：
import java.io.*;
import java.net.*;

class TransClient
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//建立socket服务
Socket s=new Socket("192.168.40.1",10000);
//获取键盘录入
BufferedReader bufr=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//定义目的，将数据写入到socket输出流，发给服务端
BufferedWriter bufOut=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
这个可以使用这个PrintWriter

//定义个socket读取流，读取服务端返回的信息
BufferedReader bufIn=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

String line=null;

while((line=bufr.readLine())!=null)
{
if("over".equals(line))
break;
bufOut.write(line);
bufOut.newLine(); //因为readLine()方法只是遇到回车符时，才能够判断是否结束
//所以在向服务端写入数据的时候，应使用newLine()方法自动换行
bufOut.flush();

String in=bufIn.readLine();
System.out.println("Server:"+in);
}

s.close();

}
}
服务端：
class TransServer
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ServerSocket ss=new ServerSocket(10000);

Socket s=ss.accept();

String ip=s.getInetAddress().getHostAddress();

System.out.println(ip+"....connected");

//目的。socket输出流，将大写数据写入到socket输出流，并发送给客户端
BufferedReader bufIn=new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));

BufferedWriter bufOut=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));

String line =null;

while((line=bufIn.readLine())!=null)
{
System.out.println(line);
bufOut.write(line.toUpperCase());
bufOut.newLine();
bufOut.flush();

}
}
}

对上面的这个例子的详解：

客户端：给服务端发送一个文本数据，服务端接收到数据后，将数据转换成大写
并返回给客户端

客户端：
建立socket服务，并指定主机的IP地址和端口号
使用缓冲区技术，实现键盘的录入
获取socket的输出流，主要用于将数据写入到socket输出流中，
发送给服务端
获取socket的读取流。主要用于接收服务端发送过来的大写的数据
键盘录入之后，将按行读取，并将其写入到服务端，如果输入的是“over”
则停止输入
因为readLine()方法只是遇到回车符时，才能够判断是否结束
所以在向服务端写入数据的时候，应使用newLine()方法自动换行
因为使用了缓冲区技术，所以应该将数据从缓冲区中刷出，
之后在关闭客户端。

服务端：
建立ServerSocket服务，并指定要监听的端口号
定义Socket对象，获取连接过来的客户端对象 使用accept方法
获取Socket的读取流，用于读取客户端发过来的数据
获取Socket的输出流，将大写数据写入到socket输出流中，并发送给客户端
bufOut.write(line.toUpperCase());将读到的数据转换成大写，并写入到缓冲区中
通过bufOut.newLine(); bufOut.flush();这两个方法让readLine()这个阻塞式的方法
停止等待，继续运行

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