接地气讲解TCP协议和网络程序设计

1、

TCP接地气解释

TCP协议大家应该了解过吧，中文意思就是传输控制协议。

教科书的理解是这样的，它提供两台计算机之间可靠的数据传送，可以保证数据从一端发送到另一端接收时，数据能准确送达（那就是可靠的意思），而且抵达的数据的排列顺序和送出的顺序相同。教科书果然是教科书啊，听了半天，啥也没懂。

    听一下网友的接地气的解释吧。TCP协议就像打电话，A给B打电话，B肯定要先接通电话才能听到A的讲话，这样就能够可靠地把A说的话听清楚，是一对一的关系。这够接地气了吧。这是TCP协议与UDP协议的对比，关于UDP协议下一篇文章解释。

2、

两个概念（端口和套接字）

    端口：一台计算机只有一个连接到网络的物理端口（就是网线接口），一个端口怎么可能够用呢，明显会撞车，所以呢这个物理端口负责接收或者发送数据，而网络程序设计中的端口并非真实存在的，只是假想出来的连接装置。端口被规定为一个0 ~ 65535之间的整数，0 ~ 1023有其他用途，我们不能用了，所以写程序用的端口一定要在1024以上。

    套接字（Socket）这个一听就不知道是什么鬼东西，教材解释是用于将应用程序与端口连接起来。还不懂是吧？那就正常啦。其实我们可以这样想，把网络比喻成电路或者电网，把端口比喻成插座，那套接字毫无疑问就是插头了，它跟端口一连接网络就通了，就像插头一插就通电了，其实就是在程序和网络之间起到桥梁的作用，这比喻够形象了吧，还不够的话上图。

    知道有这个东西存在之后，那怎么用呢？在用之前我们要懂得一个原理（如下图1），两台计算机之间通信是要有一端是服务器，一端是客户端（用户），所以呢套接字也会分服务器套接字（ServerSocket）和客户端套接字（Socket），来看一下各自都有哪些方法可以用：

ServerSocket的用法：

ServerSocket server =new ServerSocket(1100);

    参数只有一个，就是指定那一个端口，以下是它的方法，调用accept()方法待客户端连接成功后会返回一个Socket对象，这个Socket对象就可以跟客户端的Socket进行通信，具体是通过输入流和输出流来完成通信。比如，服务器的Socket对象使用getOutputStream()方法获取输出流，然后客户端的Socket对象使用getInputStream()获得输入流，这样就完成了服务器向客户端发送消息的功能，反之亦然。

Socket的用法：

Socket client =new Socket("192.168.1.1",1100);

第一个参数是要连接的服务器主机ip地址，第二个参数是端口。

3、

实战

    看了这么多理论，是时候来实战一下了，看一个很简单的程序，我会详细讲解这个程序。因为需要一个服务器和客户端，所以我打开了两个eclipse，这里为了省空间，我把导入包的操作都省略了。先来看服务器端：

public class TCP {
     public static void main(String[] args) {
       try {
         ServerSocket server =new ServerSocket(1100);//创建服务器套接字      System.out.println("服务器启动成功，等待用户接入....");      Socket client=server.accept();  //返回一个Socket对象      System.out.println("有用户接入，客户端ip是："+client.getInetAddress());//获取连接服务器的客户端 //获取一个输入流，接受客户端发来的消息      InputStream in=client.getInputStream();//获取字节输入流      byte bt[]=new byte[1024];//接收到的是字节流，所以先定义一个字节数组。      int len=in.read(bt);//从输入流中读取读取字节到字节数组，这个方法会返回一个int值，表示读到的字节长度。//把字节数组作为参数创建字符串对象并输出，输出的字节从0到最后一个字节，就是把读到的内容都输出出来。      System.out.println("客户端发来的消息："+new String(bt,0,len));       OutputStream out=client.getOutputStream();//获取一个输出流，向客户机发信息      String message="你好，我是服务器";      out.write(message.getBytes());//因为输出流是字节流，所以这里把字符串转换为字节形式       client.close();//关闭服务器套接字    } catch (IOException e) {
         e.printStackTrace();//捕捉异常    }      }}

    具体语句的功能我写到了注释中了，首先是创建一个服务器套接字，它会与服务器的端口连接并等待用户连接，如果此时有客户端连接该服务器，则会在服务器端返回一个Socket套接字，这个时候就完成连接工作了，剩下的就是发送消息了。发送过程具体看注释。我们再来看一下客户端的：

public class TCP {
     public static void main(String[] args) {
      try {
       Socket client=new Socket("172.16.176.72",1100);    System.out.println("连接服务器成功");     OutputStream out=client.getOutputStream();    String message="你好，我是客户端";    out.write(message.getBytes());     InputStream in=client.getInputStream();    byte bt[]=new byte[1024];    int len=in.read(bt);    System.out.println("服务器发来的消息："+new String(bt,0,len));           client.close();//关闭客户端套接字  } catch (UnknownHostException e) {
       e.printStackTrace();  } catch (IOException e) {
       e.printStackTrace();  }  }}

    

    客户端的代码就比较简单了，直接输入ip地址和端口就可以连上服务器了，然后通过输入输出流就可以发送消息了，来看一下效果图：

    这里需要注意的一点，服务器端的accept()方法会阻塞线程的进行，换句话说就是如果没有客户端连接它会一直等待，后面的语句不会执行，知道连接上为止，就是下面两句。

Socket client=server.accept(); //返回一个Socket对象
System.out.println("有用户接入，客户端ip是："+client.getInetAddress());//获取连接服务器的客户端

    TCP协议搞定。这里给大家支个招，怎么查看电脑的软件占用了那些端口呢？如果之前运行程序可以，后来又不行，很可能就是端口被占用了。在命令行输入：netstat -an （有空格！！）

之前一直听说TCP协议，今天总算解开它的面纱了！