tcp協(xié)議與udp協(xié)議各有什么特點

網(wǎng)絡(luò)編程有三個要素，分別是IP地址、端口號和通信協(xié)議。本文主要講述的是TCP與UDP這兩種通信協(xié)議，以及編程的實現(xiàn)。首先，我們需要了解一下IP地址、端口號、通信協(xié)議的相關(guān)知識。

一、IP地址

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網(wǎng)絡(luò)中的計算機使用IP地址來進行唯一標識，IP地址有IPv4和IPv6兩種類型。IPv4采用十進制或二進制表示形式，十進制是一種比較常用的表示形式，如192.168.1.131，IPv6采用十六進制表示形式，一般不常用。 如何查看IP地址相關(guān)信息：在Windows系統(tǒng)下，打開cmd，輸入命令ipconfig，按回車即可查看。在Linux或Mac系統(tǒng)下，打開終端，使用ifconfig命令，按回車即可查看。 ?

二、端口號

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端口號是計算機中的應(yīng)用程序的一個整數(shù)數(shù)字標號，用來區(qū)分不同的應(yīng)用程序。 0 ~ 1023未被系統(tǒng)使用或保留的端口號，1024 ~ 65535為有效的端口號，也就是說我們要對一些程序定義端口號的時候，要選擇1024 ~ 65535范圍內(nèi)的整數(shù)數(shù)字。比如，MySQL的端口號是3306，SQLServer的端口號是1433，查了一下Oracle的端口號是1521。一定要把這些數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的端口號，藏在深深的腦海里，以后在連接數(shù)據(jù)庫的時候，會使用到端口號。 ? ?

三、通信協(xié)議

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說得通俗一點，通信協(xié)議就是網(wǎng)絡(luò)通信中的規(guī)則，分為TCP協(xié)議和UDP協(xié)議兩種。

第一種：TCP協(xié)議

英文名：Transmission Control Protocol 中文名：傳輸控制協(xié)議。 協(xié)議說明：TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。 舉例：打電話，需要雙方都接通，才能進行對話。 特點：效率低，數(shù)據(jù)傳輸比較安全。

第二種：UDP協(xié)議

英文名：User Datagram Protocol 中文名：數(shù)據(jù)報協(xié)議。 協(xié)議說明：UDP是一種面向無連接的傳輸層通信協(xié)議。 舉例：發(fā)短信，不需要雙方建立連接，But，數(shù)據(jù)報的大小應(yīng)限制在64k以內(nèi)。 特點：效率高，數(shù)據(jù)傳輸不安全，容易丟包。 ?

四、三要素關(guān)系圖與網(wǎng)絡(luò)模型圖

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1、網(wǎng)絡(luò)編程三要素關(guān)系圖

注：圖中端口號、IP地址為演示，并非真實。 ? 2、OSI參考模型與TCP/IP參考模型

五、TCP編程

? ? TCP是基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議，所以TCP編程是基于IO流編程。 對于客戶端，我們需要使用Socket類來創(chuàng)建對象。對于服務(wù)器端，我們需要使用ServerSocket來創(chuàng)建對象，通過對象調(diào)用accept()方法來進行監(jiān)聽是否有客戶端訪問。 客戶端與服務(wù)器端圖解：

客戶端與服務(wù)器端實現(xiàn)步驟： 前提：創(chuàng)建一個項目，在項目中創(chuàng)建兩個模塊（model），一個模塊用來放客戶端相關(guān)代碼，一個模塊用來放服務(wù)器端相關(guān)代碼。 目錄結(jié)構(gòu)如下圖：

客戶端： 1、創(chuàng)建Socket對象，并指定服務(wù)器端應(yīng)用程序的端口號和服務(wù)器端主機的IP地址。 2、使用Socket的對象調(diào)用getOutputStream()方法來獲取字節(jié)輸出流對象。 3、調(diào)用字節(jié)輸出流的write(byte[] buf)或者write(int b)向服務(wù)器發(fā)送指定數(shù)據(jù)。 4、記得關(guān)閉流。 ? 服務(wù)器端： 1、創(chuàng)建ServerSocket對象，并指定該應(yīng)用程序的端口號，端口號必須和客戶端指定的端口號一樣。 2、使用ServerSocket對象的accept()方法來監(jiān)聽客戶端發(fā)送過來的請求，返回值為Socket對象。 3、調(diào)用Socket對象的getInputStream()方法獲取字節(jié)輸入流對象 4、調(diào)用字節(jié)輸入流對象的read(byte[] buf)或read()方法獲取數(shù)據(jù)。 5、記得關(guān)閉流。 ? 實例： 客戶端向服務(wù)器端發(fā)送信息，并顯示在服務(wù)器端。 Client類（客戶端）：

package?cn.tkrnet.client; import?java.io.IOException; import?java.io.OutputStream; import?java.net.Socket; public?class?Client?{? ?

??public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ???????? ?????
???//創(chuàng)建Socket對象，指定要發(fā)送到服務(wù)器端的IP地址，以及服務(wù)器端應(yīng)用程序接收的端口號 ????
???//localhost代表本機IP地址 ????????Socket?client?=?new?Socket("localhost",9000); ???????? ??
??????//獲取輸出流，用于向服務(wù)器端發(fā)送數(shù)據(jù) ????????OutputStream?os?=?client.getOutputStream(); ????????
????????os.write("Java?is?my?friend?!".getBytes()); ????????System.out.println("信息已發(fā)送"); ????????//關(guān)閉流 ????
????os.close(); ????????client.close(); ????} } Server類（服務(wù)器端）：

package?cn.tkrnet.server; import?java.io.IOException; import?java.io.InputStream; import?java.net.ServerSocket; import?java.net.Socket; public?class?Server?{
????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ???
?????System.out.println("--服務(wù)器端已開啟--"); ??????
??//創(chuàng)建ServerSocket對象，這里的端口號必須與客戶端的端口號相同 ????
????ServerSocket?server?=?new?ServerSocket(9000); ???
?????//調(diào)用方法accept()，用來監(jiān)聽客戶端發(fā)來的請求 ??????
??Socket?socket?=?server.accept(); ???
?????//獲取輸入流對象 ????????InputStream?is?=?socket.getInputStream(); ????
????//讀取輸入流中的數(shù)據(jù) ????????int?b?=?0; ????
????while?((b?=is.read())?!=?-1){ ?????????
???System.out.print((char)b); ??????
??} ????????//關(guān)閉流 ????????is.close(); ?????
???socket.close(); ?????
???server.close();
????} } 提示：在運行程序時，一定要先運行服務(wù)器端的程序代碼，再運行客戶端的程序代碼。因為客戶端要向服務(wù)器發(fā)送請求，前提是服務(wù)器端要處于開啟狀態(tài)。 Server類（服務(wù)器端）運行結(jié)果：

信息已發(fā)送 Client類（客戶端）運行后，Server類（服務(wù)器端）收到信息，運行結(jié)果：

--服務(wù)器端已開啟-- Java?is?my?friend?! 實例分析： 服務(wù)器端啟動后，服務(wù)器端的accept()方法一直處于監(jiān)聽狀態(tài)，直到客戶端連接了服務(wù)器，服務(wù)器端再從流中讀取客戶端發(fā)來的數(shù)據(jù)。恕我直言，這是一個超級無敵簡單的單向通信實例。 ?

六、UDP編程

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UDP使用數(shù)據(jù)報進行數(shù)據(jù)傳輸，沒有客戶端與服務(wù)器端之分，只有發(fā)送方與接收方，兩者哪個先啟動都不會報錯，但是會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象。發(fā)送的內(nèi)容有字數(shù)限制，大小必須限制在64k以內(nèi)。 ? 發(fā)送方與接收方實現(xiàn)步驟： 前提：創(chuàng)建一個項目，在項目中創(chuàng)建兩個模塊（model），一個模塊用來放發(fā)送方相關(guān)代碼，一個模塊用來放接收方相關(guān)代碼。 目錄結(jié)構(gòu)如下圖：

發(fā)送方： 1、創(chuàng)建DatagramSocket對象，可以指定應(yīng)用程序的端口號，也可以不指定。 2、準備需要發(fā)送的數(shù)據(jù)。 3、創(chuàng)建DatagramPacket對象，用來對發(fā)送的數(shù)據(jù)進行打包，需要指定發(fā)送內(nèi)容、發(fā)送多少、發(fā)送到哪里和接收方的端口號四個參數(shù)。 4、調(diào)用DatagramSocket對象的send()方法發(fā)送數(shù)據(jù)。 5、記得關(guān)閉流。 ? 接收方： 1、創(chuàng)建DatagramSocket對象，指定接收方的端口號，這個必須指定。 2、創(chuàng)建一個byte類型數(shù)組，用來接收發(fā)送方發(fā)送過來的數(shù)據(jù)。 3、創(chuàng)建DatagramPacket對象，準備接收數(shù)據(jù)。 4、調(diào)用DatagramSocket對象的receive()方法用于接收數(shù)據(jù)。 5、使用String類的構(gòu)造方法將byte類型的數(shù)組中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成String類型并顯示。 6、記得關(guān)閉流。 ? 實例： 發(fā)送方發(fā)送信息，接收方接收信息，并顯示。 Sender類（發(fā)送方）：

package?cn.tkrnet.Sender; import?java.io.IOException; import?java.net.*; public?class?Sender?{ ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ????????//創(chuàng)建接受或發(fā)送的數(shù)據(jù)報套接字，并指定發(fā)送方的端口號為7770 ????????DatagramSocket?ds?=?new?DatagramSocket(7770);???//端口號也可以不指定 ????????System.out.println("---發(fā)送方---"); ????????//創(chuàng)建數(shù)據(jù)報對象，用來發(fā)送數(shù)據(jù) ????????byte[]?b?=?"Java is my friend ！".getBytes(); ????????//8800為接收方的端口號，netAddress.getByName("localhost")是獲取主機的IP地址 ????????DatagramPacket?dp?=?new?DatagramPacket(b,b.length,?InetAddress.getByName("localhost"),7788); ????????ds.send(dp);????//發(fā)送數(shù)據(jù)報 ????????System.out.println("數(shù)據(jù)已發(fā)送"); ????????//關(guān)閉流 ????????ds.close(); ????} } Receiver類（接收方）

package?cn.tkrnet.receiver; import?java.io.IOException; import?java.net.DatagramPacket; import?java.net.DatagramSocket; public?class?Receiver?{ ????public?static?void?main(String[]?args)?throws?IOException?{ ????????System.out.println("---接收方---"); ????????//創(chuàng)建數(shù)據(jù)報套接字對象，指定的端口號要和發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的端口號相同 ????????//?（不是發(fā)送方的端口號7770，是發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)的端口號7788） ????????DatagramSocket?ds?=?new?DatagramSocket(7788); ????????//創(chuàng)建接收數(shù)據(jù)報的對象 ????????byte[]?b?=?new?byte[1024]; ????????DatagramPacket?dp?=?new?DatagramPacket(b,b.length); ????????//接收數(shù)據(jù) ????????ds.receive(dp); ????????System.out.println(new?String(b,0,dp.getLength())); ????????//關(guān)閉流 ????????ds.close(); ????} } 提示：在運行程序時，先運行發(fā)送方程序，還是先運行接收方程序都不會報錯，但是有可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟包，一般我們都先運行接收方的程序代碼，再運行發(fā)送方的程序代碼。 Receiver類（接收方）運行結(jié)果：

---接收方--- Sender類（發(fā)送方）運行結(jié)果：

---發(fā)送方--- 數(shù)據(jù)已發(fā)送 Sender類（發(fā)送方）運行后，Receiver類（接收方）接收到信息，運行結(jié)果：

????---接收方--- ??? Java is my friend ！ 實例分析： 只有接收方先啟動運行，才會存在端口號為7788的程序，發(fā)送方才能發(fā)送數(shù)據(jù)到指定端口號7788，接收方才能接收數(shù)據(jù)。不瞞你說，這也是個超級無敵簡單的單向通信實例。 ?

編輯：黃飛