每日干货：Socket入门之前的知识点

Posted 2021-04-25 慕课猿圈圈

• Socket难点

• 数据粘包

• 心跳维持

• 数据丢包

• 性能问题

7层网络模型-OSI

• 基础层：物理层（Physical）、数据链路层（Datalink）、网络层（Network)

• 传输层（Transport)：TCP-UDP协议层、Socket

• 高级层：会话层（Session)、表示层（Presentation）、应用层（Application)

Socket

• TCP/IP协议的相关API的总称；是网络Api的集合实现

• 涵盖了：Stream Socket/Datagram Socket

• 作用：

• 在网络传输中用于唯一标示两个端点之间的链接

• 端点：包括（IP+Port)

• TCP

• TCP是面向连接的通信协议

• 通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接

• 由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯

• UDP

• UDP是面向无连接的通讯协议

• UDP数据包括目的端口号和源端口号信息

• 由于通讯不需要连接，所以可以实现广播发送，并不局限于端到端

• TCP/IP协议中，两个进程间通信的主要模式为：CS模型

• 主要目的：协同网络中的计算机资源、服务模式、进程间数据共享

• 常见的：FTP、SMTP、HTTP

Demo（略）

• 构建TCP客户端、服务端

• 客户端发送数据

• 服务器读取数据并打印

报文、协议、Mac地址

• 报文

• 报文段是指TCP/IP协议网络传输过程中，起着路由导航作用

• 报文段充当整个TCP/IP协议数据包的导航路由功能

• 报文在传输过程中会不断地封装成分组、包、帧来传输

• 封装方式就是添加一些控制信息组成的首部，即报文头

• 传输协议

• 协议顾名思义，一种规定，约束

• 约定大于配置，在网络传输中依然适用；网络的传输流程是健壮的稳定的，得益于基础的协议构成

• 简单来说：A->B的传输数据，B能识别，反之B->A的传输数据A也能识别，这就是协议

• Media Access Control或者Medium Access Control

• 用来定义网络设备的位置

• 形如：44-45-53-54-00-00；与身份证类似

IP，端口，远程服务器

• 是分配给网络上使用网际协议（英语：Internet Protocol，IP)的设备的数字标签

• 如：208.80.152.2

• IPV4

• 总数量：4,294,967,296个（即232）：42亿个；最终于2011年2月3日用尽

• IPV6

• 2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344

• IPv4转换为IPv6一定可行，IPv6转换为IPv4不一定可行

• 端口

• 在不同门窗户后有不同的人，房子中的用户与外界交流的出口

• 外界鸽子（信息）飞到不同窗户也就是给不同的人传递信息

• 0到1023号端口以及1024到49151号端口都是特殊端口
  

• 计算机之间依照互联网传输层TCP/IP协议的协议通信，不同的协议都对应不同的端口

• 49152到65535号端口属于“动态端口”范围，没有端口可以被正式地注册占用

• UDP

• 它一旦把应用程序发给网络层的数据发送出去，就不保留数据备份

• UDP在IP数据报的头部仅仅加入了复用和数据校验（字段）

• 发送端生产数据，接收端从网络中抓取数据

• 结构简单、无校验、速度快、容易丢包、可广播

• DNS、TFTP、SNMP

• 视频、音频、普通数据（无关紧要数据）

• 英语：User Datagram Protocol，缩写为UDP

• 一种用户数据报协议，又称用户数据报文协议

• 是一个简单的面向数据报的传输层协议，正式规范为RFC 768

• 用户数据协议、非连接协议

• 不可靠

• UDP包最大长度

• 16位->2字节存储长度信息

• 2^16-1=64K-1=65536-1=65535

• 自身协议占用：32+32位=64位=8字节

• 65535-8=65507 byte

UDP Api

• DatagramSocket

• 前面3个参数指定buf的使用区间

• 用于接收与发送UDP的类

• 负责发送某一个UDP包，或者接收UDP包

• 不同于TCP，UDP并没有合并到Socket APl中

• 没有服务器端和客户端

• DatagramSocket)创建简单实例，不指定端口与IP

• DatagramSocket(int port)创建监听固定端口的实例（接收数据的端口）

• receive(DatagramPacket d):接收

• send(DatagramPacket d):发送

• setSoTimeout(int timeout):设置超时，毫秒

• close() 关闭，释放资源

• DatagramPacket(bytel] bufint offset,int length,InetAddress address,int port)

• SocketAddress相当于InetAddress+Port

• setData(bytel[] bufint ofset,int length)

• setData(bytel[l buf)

• setLength(int length)

• getData()、getOffset()、getLength()

• setAddress(InetAddress iaddr)、setPort(int iport) 发送时有效，接收时set操作是由系统完成的

• getAddress()、getPort()

• setSocketAddress(SocketAddress address)

• getSocketAddress()

UDP单播、广播、多播

• 高频次广播有可能导致局域网或者某段网络的信息带宽被占满

IP地址类别

• IP：192.168.124.7

• 子网掩码：255.255.255.0

• 例子二

• IP：192.168.124.7

• 子网掩码：255.255.255.192

• 255.255.255.192->11111111.11111111.11111111.11000000

• 可划分网段：2/2=4个

• 0~63、64~127、128~191、192~255

• 192.168.124.63

广播通信问题

• 主机一：192.168.124.7，子网掩码：255.255.255.192

• 主机二：192.168.124.100，子网掩码：255.255.255.192

局域网搜索Demo（略）

• UDP接收消息并回送功能实现

• UDP局域网广播发送实现

• UDP局域网回送消息实现

TCP（Transmission Control Protocol）

• TCP是传输控制协议；是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC793定义

• 与UDP一样完成第四层传输层所指定的功能与职责

• 三次握手、四次挥手

• 具有校验机制、可靠、数据传输稳定

• 作用

• 聊天消息传输、推送

• 单人语音、视频聊天等

• 几乎UDP能做的都能做，但需要考虑复杂性、性能问题

• 限制：无法进行广播，多播等操作

TDP Api

• socket（):创建一个Socket

• connect（)：发起连接,连接到远程套接字

• accept():接受一个新的连接，阻塞等待

• write（)：把数据写入到Socket输出流

• read（)：从Socket输入流读取数据
  

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