Java 实现 TCP/UDP 协议连接

Dear 丶 2023-01-05 01:20 168阅读 0赞

### 一、TCP协议 ###

#### （1）协议概述 ####

> TCP：既传输控制协议，是一种面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层通信协议，TCP旨在适应支持多网络应用的分层结构，连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠TCP提供可靠的通信服务。

#### （2）工作方式 ####

> **三次握手**：（建立连接）三次握手完成TCP客户端和服务端成功建立连接，可以传输数据；
> 
> 1.  客户端发送SYN( SEQ=X )报文给服务器端，进入SYN\_SEND状态。
> 2.  服务器端收到SYN报文，回应一个SYN( SEQ=Y ) ACK ( ACK = x+1 ) 报文，进入SYN\_RECV 状态。
> 3.  客户端收到服务器端的SYN报文，回应一个 ACK ( ACK = y+1 ) 报文，进入Established 状态。

> **四次挥手**：（终止连接）
> 
> 1.  某个应用进程首先调用 close ，称该端执行“主动关闭”，该端的TCP于是发送一个FIN分节，表示数据发送完毕。
> 2.  接受这个FIN的对端执行“被动关闭”，这个FIN由TCP确认。
> 3.  一段时间后，接收到这个文件结束符的应用进程将调用 close 关闭它的套接字，这导致它的 TCP 也发送一个FIN。
> 4.  接收这个最终FIN的原发送端 TCP （即主动关闭的那一端）确认这个FIN。

#### （3）代码实现 ####

**客户端代码：**

package socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.OutputStream;
    import java.net.Socket;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    public class Tcpclient {
            //TCP 客户端
    	public static void main(String[] args) throws UnknownHostException, IOException {
        
    		
    		System.out.println("TCP客户端启动");
    		
    		Socket socket = new Socket("192.168.1.108",8080);
    		
    		OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    		
    		outputStream.write("今天天气真好".getBytes());
    		
    		socket.close();   //关闭连接
    	}
    
    }

**服务端代码：**

package socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    import java.net.ServerSocket;
    import java.net.Socket;
    import java.nio.Buffer;
    
    public class Tcpserver {
           //TCP 服务端
    
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    		System.out.println("TCP服务端启动");
    		
    		ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8080);
    		Socket socket = serverSocket.accept();   //等待客户端连接（阻塞）
    		InputStream inputstream = socket.getInputStream();   //利用IO流进行传输
    		
    		byte[] buf = new byte[1024];
    		int len = inputstream.read(buf);
    		
    		String str = new String(buf,0,len);
    		System.out.println("客户端传输内容："+str);
    		serverSocket.close();   //关闭连接
    		
    	}
    
    }

**运行结果**：  
![在这里插入图片描述][202101111157517.png]

### 二、UDP协议 ###

#### （1）协议概念 ####

> UDP：既用户数据报协议，为应用程序提供一种无须连接就可以发送分装的IP数据包的方法，其不提供数据包分组，组装和不能对数据包进行排序的缺点，在发送完数据包之后无法得知是否完整到达。

#### （2）代码实现 ####

**客户端代码：**

package socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.InetAddress;
    import java.net.SocketException;
    import java.net.UnknownHostException;
    
    public class Udpclient {
           //UDP客户端
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    		
    		System.out.println("UDP客户端发送数据");
    		
    		DatagramSocket datagramSocket = new DatagramSocket();
    		
    		String str = "今天天气真好";
    		byte[] strbyte = str.getBytes();
    		
    		DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(strbyte, strbyte.length,InetAddress.getByName("192.168.1.108"),8080);
    		
    		datagramSocket.send(datagramPacket);
    		
    		datagramSocket.close();    //关闭连接
    	}
    
    }

**服务端代码：**

package socket;
    
    import java.io.IOException;
    import java.net.DatagramPacket;
    import java.net.DatagramSocket;
    import java.net.SocketException;
    
    public class Updserver {
             // UDP 服务端
    	
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
        
    		
    		System.out.println("udp服务端启动！");
    		int port = 8080;
    		DatagramSocket datagramSocket =  new DatagramSocket(port);
    		byte[] buf = new byte[1024];
    		DatagramPacket datagramPacket = new DatagramPacket(buf, buf.length);    //数据传输包
    		
    		datagramSocket.receive(datagramPacket);    //等待客户端发送消息,如果客户端不发送消息，会一直等待（阻塞）
    		
    		String str = new String(datagramPacket.getData(),0,datagramPacket.getLength());   //客户端发送的数据
    		
    		System.out.println("客户端发送的数据："+str);
    		
    		datagramSocket.close();     //关闭连接
    	}
    
    }

#### （3）运行结果： ####

![在这里插入图片描述][20210111120815900.png]

### 三、常见问题 ###

##### （1）重复启动服务端导致端口占用异常 #####

![在这里插入图片描述][20210111120935651.png]

##### （2）单独启动客户端导致连接超时异常 #####

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTY0NjQ2Mw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

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