TCP/IP 模型与 Java Socket 的一些认识

什么是 TCP/IP:

TCP/IP 是供已连接因特网的计算机进行通信的通信协议,也就是通过 TCP/IP ,就可以使计算机之间进行信息交换。

TCP/IP 定义了电子设备(比如计算机)如何连入因特网,以及数据如何在它们之间传输的标准,我的理解是 TCP/IP 就是电子设备之间数据传输的公用“语言”。

HTTP 与 TCP/IP 协议之间的关系:

HTTP 协议即Hyper Text Transfer Protocol(超文本传输协议),处于应用层,是Web联网的基础,主要负责数据的包装、服务请求和服务应答。TPC/IP协议是传输层协议,主要解决数据如何在网络中传输,而HTTP是应用层协议,主要解决如何包装数据。这里有一段理解对我有所启发:

我们在传输数据时,可以只使用(传输层)TCP/IP协议,但是那样的话,如果没有应用层,便无法识别数据内容,如果想要使传输的数据有意义,则必须使用到应用层协议,应用层协议有很多,比如HTTP、FTP、TELNET等,也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议,以封装HTTP文本信息,然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。

TCP/IP 的四层模型结构:

从下到上的四层,分别为连接层(Link Layer)、网络层(Internet Layer)、传输层(Transport Layer)、应用层(Application Layer)。

  • 连接层

通过物理手段把电脑连接起来,它主要规定了网络的一些电气特性,作用是负责传送0和1的电信号。

  • 网络层

主要包括 IP 协议,RIP协议(Routing Information Protocol,路由信息协议),作用是负责数据的包装、寻址和路由。

  • 传输层

提供两种端到端的通信服务,其中 TCP 协议提供可靠的数据流运输服务,UDP 协议提供不可靠的用户数据报服务。虽然 UDP 的不可靠性限制了它的应用场合,但它比 TCP 具有更好的传输效率。

  • 应用层

包括所有和应用程序协同工作,HTTP 即位于应用层利用基础网络交换应用程序专用的数据的协议。负责传送各种最终形态的数据。

什么是 Socket :

浏览其它博客,有一段话:

TCP/IP只是一个协议栈,就像操作系统的运行机制一样,必须要具体实现,同时还要提供对外的操作接口。这个就像操作系统会提供标准的编程接口,比如win32编程接口一样,TCP/IP也要提供可供程序员做网络开发所用的接口,这就是Socket编程接口

Socket 本身只是对 TCP/IP 协议的一个抽象,其本身并不是任何协议,以程序员视角来讲仅是一个编程接口,需要实现create、listen、connect、accept、send、read和write等方法来完成信息传输。

利用 Socket 完成一次网络连接:

  • 服务器监听:

服务器端套接字并不定位具体的客户端套接字,而是处于等待连接的状态,实时监控网络状态,等待客户端的连接请求。

ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port); // 指定服务器监听端口

Socket server = serverSocket.accept(); // 等待客户端的连接

  • 客户端请求:

指客户端的套接字提出连接请求,要连接的目标是服务器端的套接字。为此,客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字,指出服务器端套接字的地址和端口号,然后就向服务器端套接字提出连接请求。

Socket client = new Socket(serverName, port); // 建立服务器名以及端口号

  • 连接确认:

当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时,就响应客户端套接字的请求,建立一个新的线程,把服务器端套接字的描述发给客户端,一旦客户端确认了此描述,双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态,继续接收其他客户端套接字的连接请求。

服务器:

DataInputStream in = new DataInputStream(server.getInputStream()); // 读入客户端信息

DataOutputStream out = new DataOutputStream(server.getOutputStream()); // 将服务器信息写回客户端

客户端:

// 将客户端信息传输给服务器
OutputStream outServer = client.getOutputStream();  
DataOutputStream out = new DataOutputStream(outServer); 

// 读入服务端信息
InputStream inFromServer = client.getInputStream();  
DataInputStream in = new DataInputStream(inFromServer);
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