網絡編程有三個要素，分別是IP地址、端口號和通信協議，那本文主要講述的是TCP與UDP這兩種通信協議，以及編程的實現。

首先，我們需要了解一下IP地址、端口號、通信協議的相關知識。

一、IP地址

網絡中的計算機使用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地址相關信息：

在Windows系統下，打開cmd，輸入命令ipconfig，按回車即可查看。在Linux或Mac系統下，打開終端，使用ifconfig命令，按回車即可查看。

二、端口號

端口號是計算機中的應用程序的一個整數數字標號，用來區分不同的應用程序。

0 ~ 1024 為被系統使用或保留的端口號，0 ~ 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范圍內的整數數字。

比如，以前學過的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。

一定要把這些數據庫對應的端口號，藏在深深的腦海里，以后在連接數據庫的時候，會使用到端口號。

三、通信協議

說的通俗一點，通信協議就是網絡通信中的規則，分為TCP協議和UDP協議兩種。

第一種：TCP協議
英文名：Transmission Control Protocol
中文名：傳輸控制協議
協議說明：TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節流的傳輸層通信協議。

舉例：打電話，需要雙方都接通，才能進行對話

特點：效率低，數據傳輸比較安全

第二種：UDP協議
英文名：User Datagram Protocol
中文名：數據報協議
協議說明：UDP是一種面向無連接的傳輸層通信協議。

舉例：發短信，不需要雙方建立連接，But，數據報的大小應限制在64k以內

特點：效率高，數據傳輸不安全，容易丟包

四、三要素關系圖與網絡模型圖

1、網絡編程三要素關系圖

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是基于字節流的傳輸層通信協議，所以TCP編程是基于IO流編程。

對于客戶端，我們需要使用Socket類來創建對象。對于服務器端，我們需要使用ServerSocket來創建對象，通過對象調用accept()方法來進行監聽是否有客戶端訪問。

客戶端與服務器端圖解：

客戶端與服務器端實現步驟：

前提：創建一個項目，在項目中創建兩個模塊（model），一個模塊用來放客戶端相關代碼，一個模塊用來放服務器端相關代碼。

目錄結構如下圖

客戶端：

1、創建Socket對象，并指定服務器端應用程序的端口號和服務器端主機的IP地址。

2、使用Socket的對象調用getOutputStream()方法來獲取字節輸出流對象。

3、調用字節輸出流的write(byte[] buf)或者write(int b)向服務器發送指定數據。

4、記得關閉流。

服務器端：

1、創建ServerSocket對象，并指定該應用程序的端口號，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()方法來監聽客戶端發送過來的請求，返回值為Socket對象。

3、調用Socket對象的getInputStream()方法獲取字節輸入流對象

4、調用字節輸入流對象的read(byte[] buf)或read()方法獲取數據。

5、記得關閉流。

實例：

客戶端向服務器端發送信息，并顯示在服務器端。

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 {
        
        //創建Socket對象，指定要發送到服務器端的IP地址，以及服務器端應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，用于向服務器端發送數據
        OutputStream os = client.getOutputStream();
        
        os.write("Java is my friend !".getBytes());
        System.out.println("信息已發送");

        //關閉流
        os.close();
        client.close();
    }
}

Server類（服務器端）

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("--服務器端已開啟--");

        //創建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);

        //調用方法accept()，用來監聽客戶端發來的請求
        Socket socket = server.accept();

        //獲取輸入流對象
        InputStream is = socket.getInputStream();

        //讀取輸入流中的數據
        int b = 0;
        while ((b =is.read()) != -1){
            System.out.print((char)b);
        }
        //關閉流
        is.close();
        socket.close();
        server.close();
    }
}

提示：在運行程序時，一定要先運行服務器端的程序代碼，再運行客戶端的程序代碼。因為客戶端要向服務器發送請求，前提是服務器端要處于開啟狀態。

Server類（服務器端）運行結果：

--服務器端已開啟--

Client類（客戶端）運行結果：

信息已發送

Client類（客戶端）運行后，Server類（服務器端）收到信息，運行結果：

--服務器端已開啟--Java is my friend !

實例分析：

服務器端啟動后，服務器端的accept()方法一直處于監聽狀態，直到客戶端連接了服務器，服務器端再從流中讀取客戶端發來的數據。

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

UDP使用數據報進行數據傳輸，沒有客戶端與服務器端之分，只有發送方與接收方，兩者哪個先啟動都不會報錯，但是會出現數據丟包現象。發送的內容有字數限制，大小必須限制在64k以內。

發送方與接收方實現步驟：

前提：創建一個項目，在項目中創建兩個模塊（model），一個模塊用來放發送方相關代碼，一個模塊用來放接收方相關代碼。

目錄結構如下圖

發送方：

1、創建DatagramSocket對象，可以指定應用程序的端口號，也可以不指定。

2、準備需要發送的數據

3、創建DatagramPacket對象，用來對發送的數據進行打包，需要指定發送內容、發送多少、發送到哪里和接收方的端口號四個參數。

4、調用DatagramSocket對象的send()方法發送數據。

5、記得關閉流。

接收方：

1、創建DatagramSocket對象，指定接收方的端口號，這個必須指定。

2、創建一個byte類型數組，用來接收發送方發送過來的數據。

3、創建DatagramPacket對象，準備接收數據。

4、調用DatagramSocket對象的receive()方法用于接收數據。

5、使用String類的構造方法將byte類型的數組中的數據轉化成String類型并顯示。

6、記得關閉流。

實例：

發送方發送信息，接收方接收信息，并顯示。

Sender類（發送方）

package cn.tkrnet.Sender;

import java.io.IOException;
import java.net.*;

public class Sender {
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        //創建接受或發送的數據報套接字，并指定發送方的端口號為7770
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(7770);   //端口號也可以不指定
        System.out.println("---發送方---");

        //創建數據報對象，用來發送數據
        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);    //發送數據報
        System.out.println("數據已發送");
        //關閉流
        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---");

        //創建數據報套接字對象，指定的端口號要和發送方發送數據的端口號相同
        // （不是發送方的端口號7770，是發送方發送數據的端口號7788）
        DatagramSocket ds = new DatagramSocket(7788);

        //創建接收數據報的對象
        byte[] b = new byte[1024];
        DatagramPacket dp = new DatagramPacket(b,b.length);

        //接收數據
        ds.receive(dp);
        System.out.println(new String(b,0,dp.getLength()));
        //關閉流
        ds.close();
    }
}

提示：在運行程序時，先運行發送方程序，還是先運行接收方程序都不會報錯，但是有可能會出現數據丟包，一般我們都先運行接收方的程序代碼，再運行發送方的程序代碼。

Receiver類（接收方）運行結果：

---接收方---

Sender類（發送方）運行結果：

---發送方---數據已發送

Sender類（發送方）運行后，Receiver類（接收方）接收到信息，運行結果：

---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，發送方才能發送數據到指定端口號7788，接收方才能接收數據。

不瞞你說，這也是個超級無敵簡單的單向通信實例。

七、總結

到此這篇關于深入理解TCP協議與UDP協議的原理及區別的文章就介紹到這了,更多相關TCP協議與UDP協議內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！