网络编程-Socket套接字

目录

1.网络编程

1.1定义与图解

1.2基本概念

（1）发送端和接收端

（2）请求和响应

（3）客户端和服务端

2.Socket套接字

2.1定义

2.2分类

（1）流套接字

（2）数据报套接字

（3）原始套接字

2.3模型

（1）UDP协议

（2）TCP协议

2.4注意事项

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序列：网络编程 - 002

1.网络编程

1.1定义与图解

网络编程：指网络上的的主机，通过不同的进程，以编程的方式实现网络通信（或成为网络数据传输）。

 当然，根据定义只要满足进程不同就行，即便是同一个主机，只要是不同的进程，基于网络来传输数据，也属于网络编程。对于开发来说条件有限的情况下，一般也都是在一个主机中运行多个进程来完成网络编程。

但是，网络编程的目的是提供网络上不同主机，基于网络来传输数据资源：

• 进程A：编程来获取网络资源；
• 进程B：编程来提供网络资源；

1.2基本概念

（1）发送端和接收端

在网络数据传输时：

• 发送端：数据的发送方进程，称为发送端。发送端主机即网络通信中的源主机。
• 接收端：数据的接收方进程，称为接收端。接收端主机即网络通信中的目的主机。
• 收发端：发送端和接收端两端，也简称为收发端。

注意：发送端和接收端只是相对的，只是一次网络数据传输产生数据流向后的概念。

（2）请求和响应

一般来说，获取一个网络资源，涉及到两次网络数据传输：

• 第一次：请求数据的发送；
• 第二次：响应数据的发送；

（3）客户端和服务端

• 服务端：在常见的网络数据传输场景下，把提供服务的一方进程，称为服务端；
• 客户端：获取服务的一方进程，称为客户端；

2.Socket套接字

2.1定义

Socket套接字：是由系统提供用于网络通信的技术，是基于TCP/IP协议的网络通信的基本操作单元。

基于Socket套接字的网络程序开发就是网络编程。

2.2分类

Socket套接字主要针对传输层协议划分为如下三类：

（1）流套接字

使用传输层TCP协议。

TCP，即Transmission ControlProtocol(传输控制协议)，传输层协议。以下为TCP的特点(细节后续再学习)。

• 有连接
• 可靠传输
• 面向字节流
• 有接收缓冲区，也有发送缓冲区
• 大小不限

 对于字节流来说，可以简单的理解为，传输数据是基于10流，流式数据的特征就是在I0流没有关闭的情况下，是无边界的数据，可以多次发送，也可以分开多次接收。

（2）数据报套接字

使用传输层UDP协议。

UDP，即User Datagram Protocol(用户数据报协议)，传输层协议。以下为UDP的特点(细节后续再学习)。

• 无连接
• 不可靠传输
• 面向数据报
• 有接收缓冲区，无发送缓冲区
• 大小受限:一次最多传输64k

 对于数据报来说，可以简单的理解为，传输数据是一块一块的，发送一块数据假如100个字节，必须一次发送，接收也必须一次接收100个字节，而不能分100次，每次接收1个字节。

（3）原始套接字

 原始套接字用于自定义传输层协议，用于读写内核没有处理的IP协议数据。对于原始套接字，简单了解即可。

2.3模型

 传输层提供的网络协议主要为TCP、UDP两个协议。因为这两个协议的差异比较大。所以系统提供了两套API关于这两个协议。

（1）UDP协议

 对于UDP协议来说，具有无连接，面向数据报的特征，即每次都是没有建立连接，并且一次发送全部数据报，一次接收全部的数据报。

java中使用UDP协议通信，主要基于DatagramSocket类来发送或接收数据报套接字，并使用DatagramPacket作为创建的UDP数据报。

对于发送及接收UDP数据报的流程如下：

（2）TCP协议

 对于发送及接收TCP数据报的流程如下：

2.4注意事项

1. 客户端和服务端:开发时，经常是基于一个主机开启两个进程作为客户端和服务端，但真实的场景，一般都是不同主机。
2. 注意目的IP和目的端口号，标识了一次数据传输时要发送数据的终点主机和进程。
3. Socket编程我们是使用流套接字和数据报套接字，基于传输层的TCP或UDP协议，但应用层协议，也需要考虑，这块我们在后续来说明如何设计应用层协议。
4. 关于端口被占用的问题。
5. 如果一个进程A已经绑定了一个端口，再启动一个进程B绑定该端口，就会报错，这种情况也叫端口被占用。

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以上便是网络编程简介和Socket套接字基础介绍。