1.  网络通信与Socket前言

TCP/IP协议族中网络层的IP地址可以唯一标识网络中的主机，而传输层的端口可以唯一标识主机中的应用程序。Socket通常也称作"套接字"，用于描述IP地址和端口，是一个通信链的句柄，可以用来实现不同虚拟机或不同计算机之间的通信。在Internet上的主机一般运行了多个服务软件，同时提供几种服务。每种服务都打开一个Socket，并绑定到一个端口上，不同的端口对应于不同的服务。

Socket所支持的协议种类不止TCP/IP，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。本文原创，转载请注明出处：Network——Socket网络通信机制以及实现举例（TCP、UDP等）_SEU_Calvin的博客-CSDN博客_network socket

2.  传输层协议

2.1  TCP

TCP是Tranfer Control Protocol的简称，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，需要连接时间，以便在TCP协议的基础上进行通信。

优缺点和应用场景

（1）可靠稳定，传递数据前，会有三次握手建立连接，面向有连接。

（2）传递数据时，有确认、窗口（流量控制）、重传、拥塞控制。确认机制保证接收端每收到一个正确包都会回应给发送端，超时或者数据包不完整的话发送端会重传。

缺点也比较明显了：

（1）传递数据前，建立连接需要耗时，传递数据时，确认、重传、拥塞等会消耗大量时间以及CPU和内存等硬件资源。

（2）因为有确认机制、三次握手等机制，容易被人利用，实现DOS 、DDOS攻击。

应用场景的话，当对网络通讯质量有要求的时候，比如整个数据要准确无误的传递给对方，这往往用于一些要求可靠的应用，如HTTP、HTTPS、FTP等传输文件的协议，POP、SMTP等邮件传输的协议。

TCP连接的三次握手和四次挥手机制

为了控制本篇篇幅，关于TCP三次握手和四次挥手的知识请看这篇。

2.2 UDP

UDP是User Datagram Protocol的简称，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，因此无需建立发送方和接收方的连接，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、次序性都是不能被保证的。而且被传输数据报必须限定在64k以内。

优缺点和应用场景

把TCP的缺点拿过来就成了UDP的优点，效率高了传输快了，且更安全。缺点也就是TCP的优点，即UDP不可靠不稳定、容易丢包。

当对网络通讯质量要求不高的时候，要求网络通讯速度能尽量的快，这时就可以使用UDP。 常见使用UDP协议的应用有QQ语音视频等。

2.3  TCP对比UDP

UDP的特点如下：

（1）UDP面向无链接，不保证可靠性，可能会丢包，而且数据顺序不能保证

（2）UDP面向报文，UDP对应用层交付下来的报文，既不合并，也不拆分，直接发送

（3）UDP没有拥塞控制

（4）UDP支持一对一、一对多、多对一和多对多的交互通信

（5）UDP的首部开销小，只有8字节

TCP的特点：

（1）TCP是面向连接的，能够保证可靠性，保证数据不丢失、不重复、并且按序到达

（2）TCP面向字节流

（3）TCP根据对方给出的窗口和当前网络拥塞的程度来决定一个报文应该包含多少个字节

（4）TCP连接只能用于一对一

（5）TCP的首部至少要20个字节

3  基于Socket的Java网络编程

3.1 利用Socket建立连接的过程套接字之间的连接过程分为三个步骤：服务器监听，客户端请求，连接确认。 （1）服务器监听：服务器端套接字处于等待连接的状态，实时监控网络状态，等待客户端的连接请求。 （2）客户端请求：指客户端的套接字提出连接请求，要连接的目标是服务器端的套接字。为此，客户端的套接字必须首先描述它要连接的服务器的套接字，指出服务器端套接字的地址和端口号，然后就向服务器端套接字提出连接请求。 （3）连接确认：当服务器端套接字监听到或者说接收到客户端套接字的连接请求时，就响应客户端套接字的请求，建立一个新的线程，把服务器端套接字的描述发给客户端，一旦客户端确认了此描述，双方就正式建立连接。而服务器端套接字继续处于监听状态，继续接收其他客户端套接字的连接请求。

3.2 Socket的Java实现