JAVA基礎知識之網絡編程——-TCP/IP協議，socket通信，服務器客戶端通信demo

OSI模型分層

OSI模型是指國際標准化組織(ISO)提出的開放系統互連參考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它將網絡分為七層：物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層

TCP/IP協議

TCP/IP是一系列網絡通信協議的統稱，其中最核心的兩個協議是TCP和IP。TCP稱為傳輸控制協議，IP稱為互聯網絡協議。

網絡分層除了OSI模型分層，還有TCP/IP模型分層，將網絡划分為四層，應用層、傳輸層、網際層、網絡接口層。TCP/IP模型分層是OSI模型分層的濃縮版

OSI模型和TCP/IP網絡分層的對應結構及TCP/IP部分協議族，

 

TCP三次握手

第一次握手：建立連接。客戶端發送連接請求報文段，將SYN位置為1，Sequence Number為x；然后，客戶端進入SYN_SEND狀態，等待服務器的確認；
第二次握手：服務器收到SYN報文段。服務器收到客戶端的SYN報文段，需要對這個SYN報文段進行確認，設置Acknowledgment Number為x+1(Sequence Number+1)；同時，自己自己還要發送SYN請求信息，將SYN位置為1，Sequence Number為y；服務器端將上述所有信息放到一個報文段（即SYN+ACK報文段）中，一並發送給客戶端，此時服務器進入SYN_RECV狀態；
第三次握手：客戶端收到服務器的SYN+ACK報文段。然后將Acknowledgment Number設置為y+1，向服務器發送ACK報文段，這個報文段發送完畢以后，客戶端和服務器端都進入ESTABLISHED狀態，完成TCP三次握手。

三次握手圖解

JAVA Socket

Java使用ServerSocket(服務器端)和Socket（客戶端)進行基於TCP協議的網絡通信，服務器端痛過accetp()方法監聽客戶端連接。

雙方建立連接之后，可以通過socket對象的getInputStream和getOutputStream進行普通IO操作，雙方通信就和本地通信差不多。

下面是一個簡單的服務器端和客戶端通信的例子，

服務器端，

package network;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintStream;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class Server {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //創建端口30000的服務器socket
        ServerSocket ss = new ServerSocket(3500);
        //在返回客戶端socket之前，accept將會一直阻塞
        Socket s = ss.accept();
        BufferedWriter wr = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(s.getOutputStream()));
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream()));
        int i = 0;
        while(true) {
            //發送信息時，需要加上換行符，否則客戶端的readline()會阻塞
            wr.write("你好，您收到服務器的新年祝福["+ i++ +"]\n");
            //使用flush方法可以立即清空buffer，讓消息馬上發出去，否則在buffer滿之前消息都不會發出去
            wr.flush();
            
            String line = br.readLine();
            System.out.println("來自客戶端的數據："+line);    
        }
    }
}

客戶端，

package network;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.BufferedWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;

public class Client {
    public static void main(String[] args) throws UnknownHostException,
            IOException, InterruptedException {
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 3500);
        BufferedWriter wr = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream()));
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
        int i = 0;
        while (true) {
            //發送信息時，需要加上換行符，否則服務器端的readline()會阻塞
            wr.write("你好，您收到客戶端的新年祝福["+ i++ +"]\n");
            //使用flush方法可以立即清空buffer，讓消息馬上發出去，否則在buffer滿之前消息都不會發出去
            wr.flush();
            
            String line = br.readLine();
            System.out.println("來自服務器的數據：" + line);
            Thread.sleep(1000);    
        }
    }
}

在cmd窗口中啟動服務器端， 之后打開一個新的cmd窗口，啟動客戶端，可以看到服務器端和客戶端互相發送和接受消息，執行結果如下，