【总结】学习Socket编写的聊天室小程序

1.前言

在学习Socket之前,先来学习点网络相关的知识吧,自己学习过程中的一些总结,Socket是一门很高深的学问,本文只是Socket一些最基础的东西大神请自觉绕路。

传输协议

TCP:Transmission Control Protocol 传输控制协议TCP是一种面向连接(连接导向)的、可靠的、基于字节流的运输层(Transport layer)通信协议。
特点:
面向连接的协议,数据传输必须要建立连接,所以在TCP中需要连接时间。
传输数据大小限制,一旦连接建立,双方可以按统一的格式传输大的数据。
一个可靠的协议,确保接收方完全正确地获取发送方所发送的全部数据。
说到TCP就不得不说经典的三次握手。
在TCP/IP协议中,TCP协议通过三次握手建立一个可靠的连接

第一次握手:客户端尝试连接服务器,向服务器发送syn包(同步序列编号Synchronize Sequence Numbers),syn=j,客户端进入SYN_SEND状态等待服务器确认

第二次握手:服务器接收客户端syn包并确认(ack=j+1),同时向客户端发送一个SYN包(syn=k),即SYN+ACK包,此时服务器进入SYN_RECV状态

第三次握手:第三次握手:客户端收到服务器的SYN+ACK包,向服务器发送确认包ACK(ack=k+1),此包发送完毕,客户端和服务器进入ESTABLISHED状态,完成三次握手

 
UDP: User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议,是 OSI 参考模型中一种无连接的传输层协议,提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。
特点:
每个数据报中都给出了完整的地址信息,因此无需要建立发送方和接收方的连接。
UDP传输数据时是有大小限制的,每个被传输的数据报必须限定在64KB之内。
UDP是一个不可靠的协议,发送方所发送的数据报并不一定以相同的次序到达接收方。
 
 

TCP协议:就好比两个电话机 通过电话线进行数据交互的格式约定

HTTP协议:就好比两个人 通过电话机 说话的语法。

(1)公认端口(WellKnownPorts):从0到1023,它们紧密绑定(binding)于一些服务。通常这些端口的通讯明确表明了某种服务的协议。例如:80端口实际上总是HTTP通讯。

(2)注册端口(RegisteredPorts):从1024到49151。它们松散地绑定于一些服务。也就是说有许多服务绑定于这些端口,这些端口同样用于许多其它目的。例如:许多系统处理动态端口从1024左右开始。

(3)动态和/或私有端口(Dynamicand/orPrivatePorts):从49152到65535。理论上,不应为服务分配这些端口。实际上,机器通常从1024起分配动态端口。

 

OSI网络7层模型

TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)即传输控制协议/网间协议,是一个工业标准的协议集,它是为广域网(WANs)设计的。
UDP(User Data Protocol,用户数据报协议)是与TCP相对应的协议。它是属于TCP/IP协议族中的一种。
应用层 (Application):应用层是个很广泛的概念,有一些基本相同的系统级 TCP/IP 应用以及应用协议,也有许多的企业商业应用和互联网应用。
传输层 (Transport):传输层包括 UDP 和 TCP,UDP 几乎不对报文进行检查,而 TCP 提供传输保证。
网络层 (Network):网络层协议由一系列协议组成,包括 ICMP、IGMP、RIP、OSPF、IP(v4,v6) 等。
链路层 (Link):又称为物理数据网络接口层,负责报文传输。
 
IP地址
每台联网的电脑都有一个唯一的IP地址。
长度32位,分为四段,每段8位,用十进制数字表示,每段范围 0 ~ 255
特殊IP:127.0.0.1 用户本地网卡测试
版本:V4(32位) 和 V6(128位,分为8段,每段16位)
 
端口
在网络上有很多电脑,这些电脑一般运行了多个网络程序。每种网络程序都打开一个Socket,并绑定到一个端口上,不同的端口对应于不同的网络程序。
常用端口:21 FTP  ,25 SMTP  ,110 POP3  ,80 HTTP , 443 HTTPS
 
有两种常用Socket类型:
流式Socket(STREAM):
是一种面向连接的Socket,针对于面向连接的TCP服务应用,安全,但是效率低
 
数据报式Socket(DATAGRAM):
是一种无连接的Socket,对应于无连接的UDP服务应用.不安全(丢失,顺序混乱,在接收端要分析重排及要求重发),但效率高.
 
说了那么多,让我们来看看socket在网络7层协议中的位置。如下图所示

2.聊天室原理

 Socket 流式(服务器端和客户端
服务器端的Socket(至少需要两个)
一个负责接收客户端连接请求(但不负责与客户端通信)
每成功接收到一个客户端的连接便在服务端产生一个对应的负责通信的Socket
在接收到客户端连接时创建.
为每个连接成功的客户端请求在服务端都创建一个对应的Socket(负责和客户端通信).
 
客户端的Socket
客户端Socket
必须指定要连接的服务端IP地址和端口。
通过创建一个Socket对象来初始化一个到服务器端的TCP连接
 
 Socket的通讯过程
服务器端:
申请一个socket
绑定到一个IP地址和一个端口上
开启侦听,等待接授连接
 
客户端:
申请一个socket
连接服务器(指明IP地址和端口号)
l服务器端接到连接请求后,产生一个新的socket(端口大于1024)与客户端建立连接并进行通讯,原监听socket继续监听。
 
Socket常用的一些类和方法
IPAddress类:包含了一个IP地址
IPEndPoint类:包含了一对IP地址和端口号
Socket (): 创建一个Socket
Bind(): 绑定一个本地的IP和端口号(IPEndPoint)
Listen(): 让Socket侦听传入的连接尝试,并指定侦听队列容量
Connect(): 初始化与另一个Socket的连接
Accept(): 接收连接并返回一个新的socket
Send(): 输出数据到Socket
Receive(): 从Socket中读取数据
Close(): 关闭Socket (销毁连接)
 

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