JAVA高并发网络编程之TCP和UDP协议

Posted 2021-04-06 编程坑太多

开始JAVA高并发网络编程，网络这块先通过TCP和UDP基础的协议开始学习，慢慢到java的socket编程，nio，netty的高性能编程。这次先说说TCP和UDP这样的协议

（一）OSI网络七层模型

• ① 介绍

为了使不同计算机厂家的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系标准。

• ② 各层的主要功能

各层分层，就是为了让各种的开发复杂性降低。

低三层

1. 物理层：机械，电子，定时接口通信信道上的原始比特流传输。

2. 数据链路层：物理寻址，同时将原始比特流转变为逻辑传输线路。通过验证，确认和反馈重发等手段，形成稳定的数据链路，发送（010101）怎么样确定稳定的传输到另一端，软硬结合的，形成一个保障。

3. 网络层：进行路由选择和流量控制，分组传输，路由选择（IP协议）。这是个逻辑链路，没有真实的存在。

传输层：是个承上启下，提供可靠的端口到端口的数据传输服务（TCP/UDP协议）。

高三层

1. 会话层：负责建立，管理和终止进程之间的会话和数据交换。

2. 表示层：负责数据格式转换，数据加密与解密，压缩与解压缩等。

3. 应用层：为用户的应用进程提供网络服务。

（二）传输控制协议TCP

• ① 介绍

传输控制协议（TCP）是Internet一个重要的传输层协议。TCP提供面对连接，可靠，有序，字节流传输服务。应用程序在使用TCP之前，必须先建立TCP连接。

• ② TCP握手机制

三次握手

为什么是三次握手，而不是两次或者四次握手，知乎上有个形象的示例。

三次握手：
“喂，你听得到吗？”
“我听得到呀，你听得到我吗？”
“我能听到你，今天balabala……”

两次握手：
“喂，你听得到吗？”
“我听得到呀”
“喂喂，你听得到吗？”
“X，我听得到呀！！！！”
“你TM能不能听到我讲话啊！！喂！”
“……”

四次握手：
“喂，你听得到吗？”
“我听得到呀，你听得到我吗？”
“我能听到你，你能听到我吗？”
“……不想跟XX说话”

四次挥手

（三）用户数据报协议UDP

• ① 介绍

用户数据协议UDP是iNternet传输层协议。提供无连接，不可靠，数据报尽力传输服务。

• ② 开发注意点

1. 应用进程更容易控制发送什么数据以及何时发送。

2. 无需建立连接。

3. 无连接状态。

4. 首部开销小。

（四）TCP和UDP区别

• 什么情况下用UDP

直播实时性，弹幕，udp比较快，偶尔丢一个包，视频有卡顿，视频有模糊，可以接受的。上报日志，物联网里面，丢一个关系不大。

（五）socket编程

Internet中应用最广泛的应用编程接口，实现与3种底层协议接口

1. 数据报类型套接字SOCK_DGRSM（面对UDP接口）

2. 流式套接字SOCK_STREAM （面对TCP接口）

3. 原始套接字SOCK_RAM（面向网络层协议接口IP，ICMP等）

• socket API 及其调用过程

1、创建服务器套接字---分配内存、初始化
2、服务器套接字--侦听
3、建立与客户端配套的客户端套接字
4、与客户端通讯（可以多客户端）
5、关闭、销毁[服务器端相应套接字

客户端：
1、创建客户端套接字---[分配内存]初始化
2、连接服务器
3、与服务器通讯
4、关闭、销毁客户端套接字

PS：在实际的工作中TCP和UDP的开发，接下来也会以这种方式，TCP，UCP的编程顺序往后来进行讲解。