基于Java平台的TCP网络通信及应用研究.docx

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基于Java平台的TCP网络通信及应用研究

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汤小波

【摘要】本文讲述了网络通信的基本原理及java平台下网络通信技术,并用简单明了的步骤阐述了java语言实现过程,旨在指导java平台的网络开发应用。

【关键字】通信ServerSocketSocket

如今,计算机网络已成为现代社会信息交流的重要链路,社会的交流离不开计算机网络通信,如何实现其相互通信呢?基于Java的网络通信就成为一种重要手段。

1、网络通信协议及原理

1.1、网络通信协议

什么是网络通信协议?实现计算机连接和通信的规则称之为网络通信协议。网络通信协议有很多种,目前应用最广泛的有TCP/IP协议和UDP协议。在TCP/IP结构中,传输层有两个重要的高级协议,分别是UDP和TCP,其中UDP称为用户数据报协议,TCP称为传输控制协议。

1.2、TCP通信原理

TCP协议是面向连接的通信协议,即在传输数据前先在发送端和接收端建立逻辑连接,然后再传输数据,它提供了两台计算机之间可靠无差错的数据传输。在TCP连接中必须要明确客户端与服务器端,由客户端向服务器端发出连接请求,每次连接的创建都需要经过“三次握手”。第一次握手,客户端向服务器端发出连接请求,等待服务器确认;第二次握手,服务器端向客户端回送一个响应,通知客户端收到了连接请求;第三次握手,客户端再次向服务器端发送确认信息,确认连接。TCP连接的整个交互过程如图1所示。

1.3、IP地址与端口号

要想使网络中的计算机能够进行通信,必须为每台计算机指定一个标识号,通过这个标识号来指定接收数据的计算机或者发送数据的计算机。在TCP/IP协议中,这个标识号就是IP地址厂白可以唯一标识一台计算机。

通过IP地址可以连接到指定计算机,但如果想访问目标计算机中的某个应用程序,还需要指定端口号。在计算机中,不同的应用程序是通过端口号区分的。接下来通过一个图例来描述IP地址和端口号的作用,如图2所示:

2、TCP协议下的Java通信工具类及实现原理

在JavaJDK网络通信包中提供了两个实现TCP程序的类,一个是ServerSocket类,用于表示服务器端;一个是Socket类,用于表示客户端。在通信工具类ServerSocket中提供了多个构造方法,其中的常用构造方法为ServerSocket(intpat),使用该构造方法在创建ServerSocket对象时,可以将其绑定到一个指定的端口号上(参数port就是端口号)。Socket类提供了一个常用构造器Socket(Stringhost,intport),使用该构造方法在创建Socket对象时,会根据参数去连接在指定地址和端口上运行的服务器程序,其中参数host接收的是一个字符串类型的IP地址。此两通信工具类在计算机网络通信中的原理如图3所示:

在服务器端和客户端建立连接之后,要想实现相互通信,首先由ServerSocket对象监听某台客户端的端口号,由该对象的accept()方法接收客户端的请求,当执行了accept()方法之后,服务器端程序会发生阻塞,直到客户端发出连接请求时,accept()方法才会返回一个Socket对象用于和客户端实现通信,程序才能继续向下执行。两端相互通信,通过数据流来实现,它们分别拥有各自的输入流Inputstream和输出流OutStream,通过对象的getinputStream()方法和getOutputStream()来得到相互的输入与輸出流,通过流的方法来实现流数据的发送和接收。如图4所示:

3、Java语言实现

3.1、针对如图4的服务器端,实现过程如下:

1)创建SenrerSocket对象:

ServerSocketserverSocket=newServerSacket(8888);

2)调用ServerSocket的accept()方法接收数据

Socketclient=serverSocket.accept();

3)获取客户端的输出流

OutputStreamos=client.getOutputStream();

4)当客户端连接到服务端时,向客户端输出数据

os.write《“XXX欢迎你!).getBytes());

3.2、针对如图4的客户端,实现过程如下:

1)创建一个Socket并连接到给出地址和端口号的计算机

Socketclient=newSocket(InetAddress.getLocaiHost(),8888);

2)得到接收数据的流

InputStreamis=client.getlnputStream();

bytesbuff=newbyte[1024];//定义1024个字节数组的缓冲区

3)将数据读到缓冲区中

intlen=is.read

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