用Java代码简单的通信过程

       TCP提供了一种面向连接的、可靠的字节流服务。面向连接比较好理解，就是连接双方在通信前需要预先建立一条连接，这犹如实际生活中的打电话。助于可靠性，TCP协议中涉及了诸多规则来保障通信链路的可靠性，总结起来，主要有以下几点：

      （1）应用数据分割成TCP认为最适合发送的数据块。这部分是通过“MSS”（最大数据包长度）选项来控制的，通常这种机制也被称为一种协商机制，MSS规定了TCP传往另一端的最大数据块的长度。值得注意的是，MSS只能出现在SYN报文段中，若一方不接收来自另一方的MSS值，则MSS就定为536字节。一般来讲，在不出现分段的情况下，MSS值还是越大越好，这样可以提高网络的利用率。

      （2）重传机制。设置定时器，等待确认包。

      （3）对首部和数据进行校验。

      （4）TCP对收到的数据进行排序，然后交给应用层。

      （5）TCP的接收端丢弃重复的数据。

      （6）TCP还提供流量控制。

TCP报文：

（1）TCP封装数据的格式：

（2）TCP首部的格式：

 TCP首部报文格式的说明：

     （1）每个TCP段都包括源端和目的端的端口号，用于寻找发送端和接收端的应用进程。这两个值加上IP首部的源端IP地址和目的端IP地址唯一确定一个TCP连接。
     （2）序号用来标识从TCP发送端向接收端发送的数据字节流，它表示在这个报文段中的第一个数据字节。如果将字节流看作在两个应用程序间的单向流动，则TCP用序号对每个字节进行计数。
     （3）当建立一个新连接时，SYN标志变1。序号字段包含由这个主机选择的该连接的初始序号ISN，该主机要发送数据的第一个字节的序号为这个ISN加1，因为SYN标志使用了一个序号。
     （4）既然每个被传输的字节都被计数，确认序号包含发送确认的一端所期望收到的下一个序号。因此，确认序号应当时上次已成功收到数据字节序号加1。只有ACK标志为1时确认序号字段才有效。
     （5）发送ACK无需任何代价，因为32位的确认序号字段和ACK标志一样，总是TCP首部的一部分。因此一旦一个连接建立起来，这个字段总是被设置，ACK标志也总是被设置为1。
     （6）TCP为应用层提供全双工的服务。因此，连接的每一端必须保持每个方向上的传输数据序号。
     （7）TCP可以表述为一个没有选择确认或否认的华东窗口协议。因此TCP首部中的确认序号表示发送方已成功收到字节，但还不包含确认序号所指的字节。当前还无法对数据流中选定的部分进行确认。
     （8）首部长度需要设置，因为任选字段的长度是可变的。TCP首部最多60个字节。
     （9）6个标志位中的多个可同时设置为1
         URG－紧急指针有效
         ACK－确认序号有效
         PSH－接收方应尽快将这个报文段交给应用层
         RST－重建连接
         SYN－同步序号用来发起一个连接
         FIN－发送端完成发送任务
     （10）TCP的流量控制由连接的每一端通过声明的窗口大小来提供。窗口大小为字节数，起始于确认序号字段指明的值，这个值是接收端期望接收的字节数。窗口大小是一个16为的字段，因而窗口大小最大为65535字节。
     （11）检验和覆盖整个TCP报文端：TCP首部和TCP数据。这是一个强制性的字段，一定是由发送端计算和存储，并由接收端进行验证。TCP检验和的计算和UDP首部检验和的计算一样，也使用伪首部。
     （12）紧急指针是一个正的偏移量，黄蓉序号字段中的值相加表示紧急数据最后一个字节的序号。TCP的紧急方式是发送端向另一端发送紧急数据的一种方式。
     （13）最常见的可选字段是最长报文大小MMS，每个连接方通常都在通信的第一个报文段中指明这个选项。它指明本端所能接收的最大长度的报文段。

TCP三次握手与四次挥手全过程：

 

1、建立连接协议（三次握手）
    （1）客户端发送一个带SYN标志的TCP报文到服务器。这是三次握手过程中的报文1。
    （2） 服务器端回应客户端的，这是三次握手中的第2个报文，这个报文同时带ACK标志和SYN标志。因此它表示对刚才客户端SYN报文的回应；同时又标志SYN给客户端，询问客户端是否准备好进行数据通讯。
    （3） 客户必须再次回应服务段一个ACK报文，这是报文段3。


TCP的三次握手可以通过报文来分析：

   （1）客户端向服务器端发起同步请求，服务器侧端口固定为 102，客户端端口由 socket 随机产生


     （2）服务器端向客户端响应，同时也向客户端发起同步请求

     （3）客户端予以确认

2 连接终止协议（四次挥手）

　 　由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
　（1） TCP客户端发送一个FIN，用来关闭客户到服务器的数据传送（报文段4）。
　（2） 服务器收到这个FIN，它发回一个ACK，确认序号为收到的序号加1（报文段5）。和SYN一样，一个FIN将占用一个序号。
　（3） 服务器关闭客户端的连接，发送一个FIN给客户端（报文段6）。
　（4） 客户段发回ACK报文确认，并将确认序号设置为收到序号加1（报文段7）。

通过Java代码实现TCP连接三次握手和四次挥手的过程：


package com.zhaoming.test;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;


public class ClientConnect extends Thread
{
    //定义一个Client的对象
    private Client client;
    
    private Socket socket;
    //定义IP和端口号是常量
    private static final String IP = "192.168.1.190";
    
    private static final int PORT = 20108;
  //声明str是一个静态变量，
    public static String str = null;
    //进行构造（持有另一个类对象的引用）    
    public ClientConnect(Client client)
    {
        this.client = client;
    }
    //启用线程，处理连接
    public void run()
    {
        try
        {
            //初始化要连接的socket套接字
            socket = new Socket(IP,PORT);
            client.getjButton1().setEnabled(false);
        }
        catch (UnknownHostException e1)
        {
            e1.printStackTrace();
        }
        catch (IOException e1)
        {
            e1.printStackTrace();
        }
        //从服务器端通过socket读取信息
        BufferedReader br = null;
        try
        {
            br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
            //把读到的信息显示到TextArea中
            while (true)
            {
                str = br.readLine();
                client.getjTextArea1().append(str + "\n");
                //建一个新的文本文档，用于存储从服务器读到的信息
                File file = new File("E:/temperatrue.txt");
                
                PrintWriter out = null;
                String date = null;
                //修改时间显示的格式
                SimpleDateFormat sdf = null;
                
                try
                {
                    //把读到的信息，写到到文本文件中存储起来
                    out = new PrintWriter(new FileOutputStream(file, true));
                    sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
                    date = sdf.format(new Date());
                    out.println(date+"\t"+str);
                    out.flush();
                }
                catch (FileNotFoundException e)
                {
                    e.printStackTrace();
                }
                finally
                {
                    out.close();    
                }
                }
        } catch (IOException e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        //进行流关闭处理，先进行判断，然后再关闭
        finally
        {
            try
            {
                if(br != null)
                {
                    br.close();
                    br =null;
                }
                if(socket != null)
                {
                    socket.close();
                    socket = null;
                }
            }
            catch (IOException e)
            {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}
      由于TCP连接是全双工的，因此每个方向都必须单独进行关闭。这原则是当一方完成它的数据发送任务后就能发送一个FIN来终止这个方向的连接。收到一个 FIN只意味着这一方向上没有数据流动，一个TCP连接在收到一个FIN后仍能发送数据。首先进行关闭的一方将执行主动关闭，而另一方执行被动关闭。
      TCP协议的连接是全双工连接，一个TCP连接存在双向的读写通道。 
简单说来是 “先关读，后关写”，一共需要四个阶段。以客户机发起关闭连接为例：
     1.服务器读通道关闭
     2.客户机写通道关闭
     3.客户机读通道关闭
     4.服务器写通道关闭
      关闭行为是在发起方数据发送完毕之后，给对方发出一个FIN（finish）数据段。直到接收到对方发送的FIN，且对方收到了接收确认ACK之后，双方的数据通信完全结束，过程中每次接收都需要返回确认数据段ACK。