网络原理——套接字的概念和应用

原理——套接字的概念和应用"/>

网络原理——套接字的概念和应用

一、什么是套接字
套接字是一种软件抽象，用于表示两台机器之间的连接终端，套接字(Socket)大致位于OSI模型的会话层、TCP/IP模型的应用层，每一台机器都有一个套接字，可以想象成套接字是机器的端口，他们之间都有一条虚拟的电缆，电缆的每一段都插入到套接字中，也就是说一台机器上的套接字可以和另一台机器上的套接字组成一条通信通道，我们可以用这个通道在两台机器之间发送数据。

二、UDP套接字——DatagramSocket类和DatagramPacket类
UCP是面向数据报的，传输单位是数据报，不需要建立连接

1、DatagramSocket类
DatagramSocket类用于表示发送和接收数据报的套接字。数据报套接字是包投递服务的发送点和接收点。每个数据报包套接字上发送或接受 的包都是单独编址和路由的，从两台机器之间发送的多个包可能选择不同的路由，也可能按不同的顺序到达。
我们可以想象成我们在邮寄时负责接收和发送的站点。

具体方法：

2、DatagramPacket类
DatagramPacket类是用来表示数据报包的，我们需要发送的数据需要以数据报包的形式发送，可以想象成我们在邮寄时，用于盛放我们所需要寄件和收件物品的包裹。

具体的方法：
在这里插入图片描述

3.UDP协议发送数据的步骤
1.使用一个DatagramSocket()创建一个数据报包套接字
2.使用DatagramPacket(byte[] buf, int length, InetAddress address, int port) 创建需要发送的数据包
3.使用DatagramSocket类的send()方法发送数据包

代码实现：

public class UDPClient {public static void main(String[] args) {DatagramSocket ds=null;BufferedReader reader=null;try {ds=new DatagramSocket();//创建用于一个发送数据包的套接字reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//输入想要发送的内容String line=null;while ((line=reader.readLine())!=null){if("exit".equals(line)){break;}byte[] bt=line.getBytes();//将输入的字符串转换为byte数组// 创建用于包装数据的数据包，并制定目的IP地址和目的端口DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bt,bt.length, InetAddress.getByName("192.168.239.1"),10000);ds.send(dp);   //将数据包发送到接收端System.out.println("数据发送成功");}System.out.println("退出客户端");} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {if(ds!=null){ds.close();}}}
}

运行结果：

你好，我是客户端
数据发送成功

4、UDP协议接收数据的步骤：
1.使用DatagramSocket(int port）创建一个数据报报套接字，并将其绑定到指定的端口
2.使用DatagramPacket()创建字节数组来接收数据包。
3.使用DatagramSocket类的receive()方法来接收数据报包

代码实现：

public class UDPServer {public static void main(String[] args) {DatagramSocket ds=null;try {ds=new DatagramSocket(10000); //创建数据报包套接字，并绑定到指定端口byte[] bt=new byte[1024];DatagramPacket dp=new DatagramPacket(bt,bt.length);//创建数据包来接收发送端发来的数据System.out.println("UDP服务端开始启动");while (true){ds.receive(dp);//接收数据报包InetAddress inetAddress=dp.getAddress();byte[] Data=dp.getData();//将数据包中的数据转换成byte数组int length=dp.getLength();String str=new String(Data,0,length);System.out.println(inetAddress.getHostAddress()+"发送的数据是:"+str);}} catch (SocketException e) {e.printStackTrace();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if(ds!=null){ds.close();}}}
}

运行结果

UDP服务端开始启动
192.168.239.1发送的数据是:你好，我是客户端

严格意义来说UDP协议传输没有服务端和客户端之分，与TCP协议传输不同，只要知道双方的IP地址和端口号，就可以进行通讯，并不需要建立连接

三、TCP套接字——ServerSocket类和Socket类
TCP是面向字节流的，通过IO流进行通讯。必须要建立连接。
1.ServerSocket类
ServerSocket类是与Socket类相对应的用于通信双方的服务器端，用于在服务器上开一个端口，被动的等待数据（使用accept（）方法）并建立连接进行数据交互
服务器套接字一次可以与一个套接字连接，如果多台客户端同时提出连接请求，服务器套接字会将请求连接的客户端存入队列中，然后从中取出一个套接字与服务器新建的套接字连接起来，若请求连接大于最大容量数，则多出的请求会被拒绝。
构造方法：

具体方法：


2.Socket类
Socket类表示通信双方的客户端，用于呼叫远端机器上的一个端口，主动向服务器发送数据，当连接建立之后也能接受数据。
构造方法：

具体方法：



3.TCP协议客户端发送数据步骤
1.创建一个Socket实例，其中指定目的IP地址和目的端口
2.通过套接字的IO流与服务端通信
3.使用Socket类的close()方法断开连接
代码实例：

public class TCPClient {public static void main(String[] args) {Socket socket=null;try {socket=new Socket("192.168.239.1",9999);//创建套接字，制定目的IP和目的端口System.out.println("TCP客户端开始启动");OutputStream out=socket.getOutputStream();//创建套接字输出流BufferedWriter Writer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(out));String line=null;BufferedReader reader=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//输入想要发送的信息BufferedReader reader1=new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));//接收服务端发来的信息while (true){line=reader.readLine();Writer.write(line);//将想要发送的信息写入流中Writer.newLine();Writer.flush();System.out.println("服务端发来了一条消息："+reader1.readLine());}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if(socket!=null){try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

4.TCP协议服务端接收数据步骤
1.创建一个ServerSocket实例并绑定本地端口，用来监听客户端发送来的TCP请求
2.重复执行
1）.调用ServerSocket类的accept()方法获取客户端连接，并通过accept()方法的返回值创建Socket实例
2）.通过接收过来的套接字Socket类的getInputStream()方法来获取客户端发送来的输入流
3.关闭socket

代码实例

public class TCPServer {public static final int PORT=9999;public static void main(String[] args) {ServerSocket server=null;Socket socket=null;try {server=new ServerSocket(PORT);//创建接收客户端的套接字的实例，并指定端口System.out.println("TCP服务端开始启动");socket=server.accept();//接收服客户端的套接字socketInputStream inputStream=socket.getInputStream();//接收客户端发送来的输入字节流InputStreamReader isr=new InputStreamReader(inputStream);BufferedReader reader=new BufferedReader(isr);//将字节流转换成为字符串OutputStream os=socket.getOutputStream();//接收客户端的输出流，以向客户端发送信息BufferedWriter writer=new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(os));//用于将信息写入socket输出流中String line=null;BufferedReader input=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));//输入想要发送的信息while (true){System.out.println("客户端发来了一条消息："+reader.readLine());line=input.readLine();writer.write(line);//发送信息到客户端writer.newLine();writer.flush();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}finally {if(server!=null){try {server.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}if(socket!=null){try {socket.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}}}
}

当客户端与服务端建立连接后，就可以实现通讯，服务端是被动的连接，只有客户端向服务端发送连接请求后，服务端才能向客户端建立通讯。

TCP客户端开始启动
你好
服务端发来了一条消息：你也好

TCP服务端开始启动
客户端发来了一条消息：你好
你也好