一、什么是TCP/IP

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，定义了主机如何连入因特网及数据如何再它们之间传输的标准。

从字面意思来看TCP/IP是TCP和IP协议的合称，但实际上TCP/IP协议是指因特网整个TCP/IP协议族。不同于ISO模型的七个分层，TCP/IP协议参考模型把所有的TCP/IP系列协议归类到四个抽象层中。

应用层：TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等

传输层：TCP，UDP

网络层：IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP

数据链路层：SLIP，CSLIP，PPP，MTU

每一抽象层建立在低一层提供的服务上，并且为高一层提供服务，TCP/IP协议族包括运输层、网络层、链路层。

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）即传输控制协议/网间协议，是一种面向连接的保证可靠传输的协议。通过TCP协议传输，得到的是一个顺序的无差错的数据流。发送方和接收方的成对的两个socket之间必须建 立连接，以便在TCP协议的基础上进行通信，当一个socket（通常都是server socket）等待建立连接时，另一个socket可以要求进行连接，一旦这两个socket连接起来，它们就可以进行双向数据传输，双方都可以进行发送 或接收操作。TCP的server和client之间通信就好比两个人打电话，需要互相知道对方的电话号码，然后开始对话。所以在两者的连接过程中间需要指定端口和地址。

UDP（User Data Protocol，用户数据报协议），是一种无连接的协议，每个数据报都是一个独立的信息，包括完整的源地址或目的地址，它在网络上以任何可能的路径传往目的地，因此能否到达目的地，到达目的地的时间以及内容的正确性都是不能被保证的。UDP的server和client之间的通信就像两个人互相发信。我只需要知道对方的地址，然后就发信过去。对方是否收到我不知道，也不需要专门对口令似的来建立连接。

二、什么是Socket

Socket是应用层与TCP/IP协议族通信的中间软件抽象层，它是一组接口。在设计模式中，Socket其实就是一个门面模式，它把复杂的TCP/IP协议族隐藏在Socket接口后面，对用户来说，一组简单的接口就是全部，让Socket去组织数据，以符合指定的协议。

网络上的两个程序通过一个双向的通讯连接实现数据的交换，这个双向链路的一端称为一个Socket。Socket通常用来实现客户方和服务方的连接。一个Socket由一个IP地址和一个端口号唯一确定。

但是，Socket所支持的协议种类也不光TCP/IP一种，因此两者之间是没有必然联系的。在Java环境下，Socket编程主要是指基于TCP/IP协议的网络编程。

三、Java环境下的Socket编程

1、Socket通讯的过程

服务器端先初始化Socket，然后与端口绑定(bind)，对端口进行监听(listen)，调用accept阻塞，等待客户端连接。在这时如果有个客户端初始化一个Socket，然后连接服务器(connect)，如果连接成功，这时客户端与服务器端的连接就建立了。客户端发送数据请求，服务器端接收请求并处理请求，然后把回应数据发送给客户端，客户端读取数据，最后关闭连接，一次交互结束。

对于一个功能齐全的Socket，都要包含以下基本结构，其工作过程包含以下四个基本的步骤：

（1） 创建Socket；

（2） 打开连接到Socket的输入/出流；

（3） 按照一定的协议对Socket进行读/写操作；

（4） 关闭Socket.

2、创建Socket

java在包java.net中提供了两个类Socket和ServerSocket，分别用来表示双向连接的客户端和服务端。这是两个封装得非常好的类，使用很方便。其构造方法如下：

Socket(InetAddress address, int port);

Socket(InetAddress address, int port, boolean stream);

Socket(String host, int prot);

Socket(String host, int prot, boolean stream);

Socket(SocketImpl impl)

Socket(String host, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

Socket(InetAddress address, int port, InetAddress localAddr, int localPort)

ServerSocket(int port);

ServerSocket(int port, int backlog);

ServerSocket(int port, int backlog, InetAddress bindAddr)

其中address、host和port分别是双向连接中另一方的IP地址、主机名和端 口号，stream指明socket是流socket还是数据报socket，localPort表示本地主机的端口号，localAddr和 bindAddr是本地机器的地址（ServerSocket的主机地址），impl是socket的父类，既可以用来创建serverSocket又可 以用来创建Socket。count则表示服务端所能支持的最大连接数。

Socket client = new Socket("127.0.01.", 80);

ServerSocket server = new ServerSocket(80);

注意，在选择端口时，必须小心。每一个端口提供一种特定的服务，只有给出正确的端口，才 能获得相应的服务。0~1023的端口号为系统所保留，例如http服务的端口号为80,telnet服务的端口号为21,ftp服务的端口号为23, 所以我们在选择端口号时，最好选择一个大于1023的数以防止发生冲突。

在创建socket时如果发生错误，将产生IOException，在程序中必须对之作出处理。所以在创建Socket或ServerSocket是必须捕获或抛出例外。

3、简单的Client/Server程序

1. 客户端程序

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;
public class TalkClient
{
 public static void main(String args[])
 {
 try
 {
 Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 4700);
 // 向本机的4700端口发出客户请求
 BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
 // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
 PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
 // 由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
 BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
 // 由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
 String readline;
 readline = sin.readLine(); // 从系统标准输入读入一字符串
 while (!readline.equals("bye"))
 {
 // 若从标准输入读入的字符串为 "bye"则停止循环
 os.println(readline);
 // 将从系统标准输入读入的字符串输出到Server
 os.flush();
 // 刷新输出流，使Server马上收到该字符串
 System.out.println("Client:" + readline);
 // 在系统标准输出上打印读入的字符串
 System.out.println("Server:" + is.readLine());
 // 从Server读入一字符串，并打印到标准输出上
 readline = sin.readLine(); // 从系统标准输入读入一字符串
 }// 继续循环
 os.close(); // 关闭Socket输出流
 is.close(); // 关闭Socket输入流
 socket.close(); // 关闭Socket
 }
 catch (Exception e)
 {
 System.out.println("Error" + e); // 出错，则打印出错信息
 }
 }
}

2. 服务器端程序

import java.io.BufferedReader;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class TalkServer
{
 public static void main(String args[])
 {
 try
 {
 ServerSocket server = null;
 try
 {
 server = new ServerSocket(4700);
 // 创建一个ServerSocket在端口4700监听客户请求
 }
 catch (Exception e)
 {
 System.out.println("can not listen to:" + e);
 // 出错，打印出错信息
 }
 Socket socket = null;
 try
 {
 socket = server.accept();
 // 使用accept()阻塞等待客户请求，有客户
 // 请求到来则产生一个Socket对象，并继续执行
 }
 catch (Exception e)
 {
 System.out.println("Error." + e);
 // 出错，打印出错信息
 }
 String line;
 BufferedReader is = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
 // 由Socket对象得到输入流，并构造相应的BufferedReader对象
 PrintWriter os = new PrintWriter(socket.getOutputStream());
 // 由Socket对象得到输出流，并构造PrintWriter对象
 BufferedReader sin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
 // 由系统标准输入设备构造BufferedReader对象
 System.out.println("Client:" + is.readLine());
 // 在标准输出上打印从客户端读入的字符串
 line = sin.readLine();
 // 从标准输入读入一字符串
 while (!line.equals("bye"))
 {
 // 如果该字符串为 "bye"，则停止循环
 os.println(line);
 // 向客户端输出该字符串
 os.flush();
 // 刷新输出流，使Client马上收到该字符串
 System.out.println("Server:" + line);
 // 在系统标准输出上打印读入的字符串
 System.out.println("Client:" + is.readLine());
 // 从Client读入一字符串，并打印到标准输出上
 line = sin.readLine();
 // 从系统标准输入读入一字符串
 }// 继续循环
 os.close(); // 关闭Socket输出流
 is.close(); // 关闭Socket输入流
 socket.close(); // 关闭Socket
 server.close(); // 关闭ServerSocket
 }
 catch (Exception e)
 {
 System.out.println("Error:" + e);// 出错，打印出错信息
 }
 }
}

4、支持多客户的client/server程序

前面的Client/Server程序其实只是一个最简单的，单线程，也只能一次处理单个请求的情况。在实际应用中一般会应用到多线程和一些处理高并发的策略，比如利用多线程实现多客户机制，服务器总是在指定的端口上监听是否有客户请求，一旦监听到客户请求，服务器就会启动一个专门的服务线程来响 应该客户的请求，而服务器本身在启动完线程之后马上又进入监听状态，等待下一个客户的到来。