[网络编程】网络编程的基础使用
系列文章目录
1、 初识网络
前言
在学习完基础的网络知识后,完成跨主机通信的网络编程。
一、TCP和UDP协议的引入
注意:TCP协议并非TCP/IP模型。
TCP和UDP都属于传输层协议中的一种,为应用层提供服务。但是二者之间的特点和差异都很大,因此有了两套API分别应用于二者。
特点:
TCP:有连接,可靠传输,面向字节流,全双工
UDP:无连接、不可靠传输、面向数据报、全双工
其中有连接的意思是如同打电话一样,在电话接通以后才能相互通信;无连接就像发送短信,不需要“先接通”,允许直接发送。
可靠传输的意思是将要传输的数据尽可能传输给对方,不可靠传输的意思是在数据传输时不关心对方是否收到信息。
面向字节流,和文件操作中的字节流类似,读写操作十分灵活。
面向数据报:在UDP协议中,传输数据的基本单位时一个个UDP数据报,一次读写只能读写一个完整的UDP数据报。
全双工:在一条链路中能够进行双向通信;半双工:一条链路中只能进行单向通信。
二、UDP网络编程
1.Java中的UDP
在Java中,引入系统的API(称为Socket API)并进行封装,在Java中主要有两个类:DatagramSocket和DatagramPacket。
1)DatagramSocket:socke可以理解为是一种文件,socket文件可以视为对网卡的硬件设备进行的抽象化。在UDP中对于操作系统中socket概念的封装,针对该对象进行读写操作,也可以理解为对网卡硬件设备的操作。
2)DatagramPacket: 针对UDP数据报的一个抽象表示,一个DatagramPacket对象,就相当于一个UDP数据报。一次发送/接收就相当于传输了一个DatagramPacket对象。
2.UDP回显代码案例
所谓回显代码,即客户端请求什么内容,服务器就返回什么代码。回显代码中没有实现复杂的逻辑,能够最简单的反映UDP的服务器和客户端之间的互动情况。
- UDPEchoServer:在Server端,端口号是固定的,DaragramSocket 在构造方法中传入端口号。在服务器启动之后需要不断接收请求和返回请求值。
在DatagramSocket中的receive方法负责接收客户端发送过来的请求, 将接收到的数据转换成字符串request,作为后面处理请求的参数。通过方法process运行之后返回的结果需要数据报进行封装,因此在结果返回之后,新建一个数据报对象并将字符串结果转换成字节流。通过socket.send方法发送。
public class UdpEchoServer {
DatagramSocket socket = null;
public UdpEchoServer(int port) throws SocketException {
socket = new DatagramSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while (true) {
DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
socket.receive(requestPacket);
String request = new String(requestPacket.getData(),0,requestPacket.getLength());
String response = this.process(request);
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(response.getBytes(),0,response.getBytes().length,
requestPacket.getSocketAddress());
socket.send(responsePacket);
System.out.printf("[%s:%d] req = %s,res = %s \n",requestPacket.getAddress(),requestPacket.getPort(),request,response);
}
}
private String process(String request) {
return request;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
UdpEchoServer server = new UdpEchoServer(9090);
server.start();
}
}
- UDPEchoClient:在客户端,用户发起请求并接收返回的结果。对服务器发送的信息应该包括用户IP地址、用户端口号的信息。通过DatagramSocket类中的send方法发送请求。
在start()方法中,新建字符串request来保存用户所发送的请求,由于网卡的的性质需要发送数据报格式。为了解决这个问题,我们需要new一个数据报requestPacket对请求内容进行封装。同时我们需要把字符串的数据转换成字节流的数据。
INetAddress中的getByName方法中存储着服务器的IP地址以及服务器的端口号。
在发送请求之后等待数据接收状态下,receive()方法进入阻塞状态。
在接收到数据之后,将字节流数据转换成字符串的形式,用response接收。
public class UdpEchoClient {
private DatagramSocket socket = null;
private String serverIp;
private int serverPort;
public UdpEchoClient(String serverIp, int serverPort) throws SocketException {
this.socket = new DatagramSocket();
this.serverIp = serverIp;
this.serverPort = serverPort;
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("客户端启动");
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true) {
System.out.println("请输入要发送的请求:");
String request = scanner.next();
DatagramPacket requestPacket = new DatagramPacket(request.getBytes(),0,request.getBytes().length,
InetAddress.getByName(serverIp),serverPort);
socket.send(requestPacket);
DatagramPacket responsePacket = new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
socket.receive(responsePacket);
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();
}
}
最终,我们成功完成了UDP中基础的数据请求与通信。
总结
在本文中主要讲解了TCP和UDP两个协议之间的区别;同时对UDP网络编程进行了最基础的创建。
源码☞UDP回显代码
原文地址:https://blog.csdn.net/Starc_/article/details/140655043
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