Internet-TCP和UDP协议

一.概念

网络分层:
    应用层：HTTP/WebSocket(Html)、DNS、FTP、SMTP/POP3/IMAP、XMPP/MQTT、TELNET/SSH
    传输层：TCP/UDP(Socket)、DCCP、RTP、PPTP 
    网络层：IP、ICMP(ping)、IGMP、RIP      
    链路层: IP数据报封装成合适在物理层传输的帧格式
    物理层: 实现bit流在结点间传输,既与链路有关,也与传输介质有关

链路层协议MTU(最大传输单元)：
    FDDI协议：4352字节
    以太网Ethernet协议：1500字节
    PPPoE(ADSL)协议：1492字节
    X.25协议(Dial Up/Modem)：576字节
    Point-to-Point：4470字节

二.区别

若传输层数据大于MTU,则IP协议会分包,IP头部序号使数据包按序重组！    
TCP协议可完成数据分包与重组,数据包在576字节以内,无需IP协议分包！   

若在局域网(以太网协议),UDP数据包最好控制在1472字节以内！ 
若在互联网,存在不同链路层协议,最小MTU是576字节,UDP数据包最好控制在576以内！   

TCP协议: 发送数据之前,三次握手建立连接,传输完成,四次挥手断开连接;
        实现数据分包与按序重组
        低效率,但接收数据准确
        java类库: Socket/ServerSocket

UDP协议: 直接发送数据,不建任何连接,不管对方是否收到;
        数据包无序列号,接收端不保证顺序
        高效率,但接收数据包可能丢失或乱序
        java类库: DatagramSocket/DatagramPacket

与HTTP区别:
        HTTP是在TCP连接的基础上,增加了数据封装格式,
        还添加了限制:只能客户端主动请求,服务端不能主动发送(推送)数据,
        我猜早期设计者是为了简化浏览器,毕竟早期浏览器只用来浏览器而已！            
        然而现在网页网罗一切,推送消息就必不可少,如果不断轮询服务器,显然效果差！
        虽然HTTP1.1默认长连接(即不断开TCP连接),但是服务器想主动推送,还是不行!
        因为实现HTTP协议浏览器都没有监听TCP端口,不可能知道服务器主动发了请求！
        所以出现了变相实现推送:服务器收到请求,不响应,需要推送时才响应浏览器!
        此外，Html5新协议WebSocket也是为弥补Http缺少推送而产生的！
                                
        TCP则没有限制,是双向通信,只要知道对方ip端口,双方就可主动发数据(但对方须监听端口)               

三.java使用TCP协议

// TCP客户端
public class TCPClient{
    public static void main(String args[]) throws Exception{
        // 1.输入服务端IP和端口，下载文件路径
        String ip = args[0];
        int port = Integer.parseInt(args[1]);
        String filePath = args[2];
        Socket socket = new Socket(ip, port);
        // 2.建立TCP连接，发送文件路径
        new DataOutputStream(socket.getOutputStream()).writeUTF(filePath);
        // 3.接收文件名，大小，内容
        DataInputStream sin = new DataInputStream(socket.getInputStream()); 
        FileOutputStream fou = new FileOutputStream(System.currentTimeMillis()+"_"+sin.readUTF());      
        long len = sin.readLong();
        int pro=0;  
        int l; 
        byte[] b = new byte[1024*1024];
        while ((l = sin.read(b)) != -1) {
            fou.write(b,0,l);
            pro += l;
            System.out.println("下载大小"+String.format("%.2f",pro/1024f/1024)+"MB, "+
                                "进度"+String.format("%.2f",pro*100f/len)+"%"); 
        }       
        sin.close();
        fou.close();
        socket.close();
    }
}

// TCP服务端
public class TCPServer{
    public static void main(String arg[]) throws Exception{
        // 1.输入服务端监听端口
        String port = arg[0];
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(Integer.parseInt(port)); 
        while (true) {
            // 2.死循环监听端口,等待客户端请求
            System.out.println("正在监听"+port+"端口。。。\n");
            Socket socket = serverSocket.accept();          
            // 3.TCP连接成功，接收客户端请求文件路径
            String filePath = new DataInputStream(socket.getInputStream()).readUTF();
            File file = new File(filePath);
            FileInputStream fin = new FileInputStream(file);
            System.out.println("TCP连接成功，客户端请求文件路径"+filePath);            
            // 4.发送文件
            DataOutputStream sou = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());          
            sou.writeUTF(file.getName());               
            sou.writeLong(file.length());           
            byte[] b = new byte[1024*1024];
            int l;
            while ((l = fin.read(b)) != -1) {
                sou.write(b, 0, l);
                System.out.println("正在发送文件。。。");
            }
            System.out.println("文件发送完成\n");         
            fin.close();
            sou.close();
            socket.close();
        }
    }
}
    

四.java使用UDP协议

// UDP客户端
public class UDPClient{
    public static void main(String[] args)throws IOException{
        // 1.直接发数据(不建立连接)
        DatagramSocket dsocket = new DatagramSocket();
        byte[] sen = "你好!我是UDP客户端".getBytes("utf-8");
        dsocket.send(new DatagramPacket(sen,sen.length,InetAddress.getByName("localhost"),9999));
        System.out.println("客户端发送");
        // 2.接收数据
        DatagramPacket rec = new DatagramPacket(new byte[100],100);
        dsocket.receive(rec);   
        dsocket.close();
        System.out.println("客户端接收:" + new String(rec.getData(),0,rec.getLength()));
    }
}

// UDP服务端
public class UDPServer{
    public static void main(String[] args)throws IOException{           
        DatagramSocket dsocket = new DatagramSocket(9999);
        DatagramPacket rec = new DatagramPacket(new byte[100], 100);            
        while (true) {
            // 1.监听端口
            System.out.println("监听等待...");
            dsocket.receive(rec);   // 线程等待, 直到接收到消息                
            // 2.接收数据
            System.out.println("服务端接收:"+new String(rec.getData(), 0, rec.getLength()));
            // 3.发送数据
            byte[] sec = "你好!我是服务端".getBytes("utf-8");
            dsocket.send(new DatagramPacket(sec, sec.length, rec.getAddress(), rec.getPort()));
            System.out.println("服务端响应!");
        }
}

: http://www.jianshu.com/p/83330e36b4de
CSDN博客: http://blog.csdn.net/qq_32115439/article/details/55798783
GitHub博客：http://lioil.win/2017/02/19/TCP-UDP.html
Coding博客：http://c.lioil.win/2017/02/19/TCP-UDP.html