Socket 套接字
编写网络程序主要是调用 API 把数据交给传输层
传输层是提供的网络通信的API，也称为 Socket API（网络编程套接字）
注：socket 原意指“插槽”，最开始是主板上的特殊组件，通过这个组件插上线就能网络通信
socket api ，就是传输层提供的 api
分类
传输层涉及到的 TCP和 UDP 协议，这两个协议提供了两组 socket api
这两种协议都是 全双工 的
全双工（TCP/UDP）：一个信道，双向通信
半双工：一个信道，单项通信
流套接字：使用传输层TCP协议
TCP，即Transmission Control Protocol（传输控制协议），传输层协议。
TCP特点：
有连接 ，TCP 的通信双方会保存对方的信息
可靠传输，TCP 会尽可能保证数据报能够被对端收到
⾯向字节流，TCP 读写数据的基本单位，就是字节 （类似于文件操作）
有接收缓冲区，也有发送缓冲区
⼤⼩不限
数据报套接字：使⽤传输层UDP协议
UDP，即User Datagram Protocol（⽤⼾数据报协议），传输层协议
UDP特点：
⽆连接，通信双方不保存对方的信息 （如果需要保存，需要应用层自己写代码实现）
不可靠传输，UDP 把数据包发出去之后，就不管了
⾯向数据报，UDP 读写数据的基本单位，是一个“数据报”（若干字节构成的结构化数据)
有接收缓冲区，⽆发送缓冲区
⼤⼩受限：⼀次最多传输64k
UDP数据报套接字编程
API介绍
DatagramSocket
Datagram：数据报
DantegramSocket 代表了操作系统中的 socket 文件
DatagramSocket 是UDP Socket，⽤于发送和接收UDP数据报
实际上，文件在操作系统中可以代表更广义的概念，如网卡，网卡硬件设备也是通过文件来封装的
（通过网络发送数据，需要从网卡中写入，接收数据要从网卡中读取）
标准输入=>控制台：System.in（InputStream）
标准输出=>控制台：System.out（OutputStream）
DatagramSocket 构造方法：
方法名 说明
DatagramSocket() 创建⼀个UDP数据报套接字的Socket，绑定到
本机任意⼀个随机端⼝（⼀般⽤于客⼾端）
DatagramSocket(int port) 创建⼀个UDP数据报套接字的Socket，绑定到本
机指定的端⼝（⼀般⽤于服务端）
DatagramSocket 方法：
方法名 说明
void receive(DatagramPacket p) 从此套接字接收数据报（如果没有接收
到数据报，该⽅法会阻塞等待）
void send(DatagramPacket p) 从此套接字发送数据报包（不会阻塞等
待，直接发送）
void close() 关闭此数据报套接字
DatagramPacket
代表一个 UDP 数据报，进行 UDP 通信的时候，基本的传输单位（UDP Socket发送和接收的数据报）
DatagramPacket 构造方法：
方法名 说明
DatagramPacket(byte[]buf,intlength) 构造⼀个DatagramPacket以⽤来接收数据报，
接收的数据保存在字节数组（第⼀个参数buf）中，
接收指定⻓度（第⼆个参数length）
DatagramPacket(byte[]buf,int offset, 构造⼀个DatagramPacket以⽤来发送数报，发送
int length,SocketAddress address) 的数据为字节数组（第⼀个参数buf）中，从0到指定⻓度
（第⼆个参数length）。address指定⽬的主机的IP和端⼝号
实际上有三种版本：
DatagramPacket 方法：
方法名 说明
InetAddress getSocketAddress() 从接收的数据报中，获取发送端主机IP地址；或从
发送的数据报中，获取接收端主机IP地址
int getPort() 从接收的数据报中，获取发送端主机的端⼝号；或从
发送的数据报中，获取接收端主机端⼝号
byte[] getData() 获取数据报中的数据
写一个简单的网络程序
127.0.0.1，此ip为 环回IP，表示同一台主机，当服务器和客户端在同一个主机上的时候，无论主机真实的 IP 是什么，都可以通过 127.0.0.1 来访问服务器
服务器 客户端
1.从客户端读取到请求内容 1.从控制台读取用户输入的内容
2. 2.通过网络发送给服务器
3.把响应返回给客户端 3.从服务器读取到响应
4.把响应结果显示到控制台上
注意：不同程序的端口号要求不能一样，即一个端口号只能由一个进程绑定（便于区分）
端口号在网络协议中，是使用 2 个字节表示的无符号整数【0-65535】
客户端的构造方法，需要填写服务器的ip 和 端口
服务器的不需要，只需要指定自己的端口
作为服务器，发送数据的时候，就可以通过收到的请求知道要发给谁
所以客户端要手动指定ip（端口在创建的时候操作系统会自动分配空闲的端口）
实现
1.创建 Server 类
2.创建 Client 类
Server类：
import java.io.IOException;
import java.net.DatagramPacket;
import java.net.DatagramSocket;
import java.net.SocketException;
public class Server {
private DatagramSocket socket;
public Server(int port) throws SocketException {
socket=new DatagramSocket(port);
}
public void start() throws IOException {
System.out.println("服务器启动");
while (true){
//接收请求
DatagramPacket req=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
socket.receive(req);
//根据请求计算响应
String res=new String(req.getData(),0,req.getLength());
String ret=process(res);
//返回客户端
DatagramPacket response=new DatagramPacket(ret.getBytes(),0,ret.getBytes().length,req.getSocketAddress());
//getAddress() 接收IP
socket.send(response);
}
}
public String process(String res){
return res;
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
Server sever=new Server(9090);
sever.start();
}
}
Client类：
import java.io.IOException;
import java.net.*;
import java.util.Scanner;
public class Client {
private DatagramSocket socket;
private String clientIp;
private int clientPort;
Client(String clientIp,int clientPort) throws SocketException {
this.clientIp=clientIp;
this.clientPort=clientPort;
socket=new DatagramSocket();
}
public void start() throws IOException {
Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.println("客户端启动");
while (true){
// 1.从控制台读取用户输入的内容
System.out.print(">");
String str=scanner.next();
// 2.通过网络发送给服务器
DatagramPacket req=new DatagramPacket(str.getBytes(),str.getBytes().length,
InetAddress.getByName(clientIp),clientPort);
socket.send(req);
// 3.从服务器读取到响应
DatagramPacket res=new DatagramPacket(new byte[4096],4096);
socket.receive(res);
// 4.把响应结果显示到控制台上
String ret=new String(res.getData(),0,res.getLength());
System.out.println(ret);
}
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
Client client=new Client("127.0.0.1",9090);
client.start();
}
}
UDP协议端格式
UDP 长度占16 个字节
校验和：验证 UDP 数据报是否在传输中出错
发送方构造 UDP数据报，构造完成之后，把数据报的每个字节的数据，都进行累加，结果累加到一个16位的整数上(check1).
此时得到的结果 就是校验和, 填充到 UDP报头的校验和字段
接收方收到 UDP数据报之后，就会按照相同的算法， 再计算一遍校验和 (check2)接收方就可以比较 check1 == check2.如果相等， 就可以视为数据传输是正确的。如果不相等，说明数据传输出错了
使用 UDP更多的场景，主要是在分布式系统中服务器之间的通信
1.这些服务器在同一个机房，网络环境简单，出现丢包的概率比较小
2.UDP 传输效率比较高
单个UDP数据报的最大长度为64KB