android 网络通信学习

Android 网络编程学习

一.网络协议

        网络七层由下往上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，一般编程人员接触最多的就是应用层和运输层我们常说的网络四层是：应用层、运输层，网络层、链路层.
我们经常接触到的一般是：
http协议：应用层协议，并且http协议是基于tcp连接的，主要解决的是如何包装协议的
tcp/ip协议：运输层协议，主要解决数据如何在网络中传输
udp协议：运输层协议，用户数据报协议，不可靠的协议，只负责把应用层的协议的数据传送到ip层的数据报，而不管数据是否到达。

1.Socket(套接字)

       socket就是一组调用接口（API），封装了做tcp/ip开发的网络接口，通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。
应用层通过传输层进行数据通信时，TCP会遇到同时为多个应用程序进程提供并发服务的问题。多个TCP连接或多个应用程序进程可能需要通过同一个 TCP协议端口传输数据。为了区别不同的应用程序进程和连接，许多计算机操作系统为应用程序与TCP／IP协议交互提供了套接字(Socket)接口。应用层可以和传输层通过Socket接口，区分来自不同应用程序进程或网络连接的通信，实现数据传输的并发服务。

2.Socket连接:

    建立Socket连接至少需要一对套接字，其中一个运行于客户端，称为ClientSocket ，另一个运行于服务器端，称为ServerSocket,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。

3.Tcp连接：

第一次握手：客户端发送syn包(syn=j)到服务器，并进入SYN_SEND状态，等待服务器确认；
第二次握手：服务器收到syn包，必须确认客户的SYN（ack=j+1），同时自己也发送一个SYN包（syn=k），即SYN+ACK包，此时服务器进入SYN_RECV状态；
第三次握手：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。    握手过程中传送的包里不包含数据，三次握手完毕后，客户端与服务器才正式开始传送数据。理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接之前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求，断开过程需要经过“四次握手”。

4.Http连接：

    HTTP协议是建立在TCP协议之上的一种应用，HTTP连接使用的是“请求—响应”的方式，不仅在请求时需要先建立连接，而且需要客户端向服务器发出请求后，服务器端才能回复数据。在请求结束后，会主动释放连接。从建立连接到关闭连接的过程称为“一次连接”。由于HTTP在每次请求结束后都会主动释放连接，因此HTTP连接是一种“短连接”，要保持客户端程序的在线状态，需要不断地向服务器发起连接请求。

5.TCP/IP协议和Http协议之间的关系：

    TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据 如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据，而socket则是对TCP/IP协议的封装和应用（程序员层面上）。实际上http协议就是建立在tcp/ip协议之上的。关于TCP/IP和HTTP协议的关系：
“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如 果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也 可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。”

6.Socket和TCP/IP协议之间的关系：

    socket是对TCP/IP协议的封装，Socket本身并不是协议，而是一个调用接口（API），通过Socket，我们才能使用TCP/IP协议。 实际上，Socket跟TCP/IP协议没有必然的联系。Socket编程接口在设计的时候，就希望也能适应其他的网络协议。所以说，Socket的出现 只是使得程序员更方便地使用TCP/IP协议栈而已，是对TCP/IP协议的抽象，从而形成了我们知道的一些最基本的函数接口，比如create、 listen、connect、accept、send、read和write等等。

7.tcp协议和udp协议之间的区别：

      TCP --- 传输控制协议,提供的是面向连接、可靠的字节流服务。当客户和服务器彼此交换数据前，必须先在双方之间建立一个TCP连接，之后才能传输数据。TCP提供超时重发，丢弃重复数据，检验数据，流量控制等功能，保证数据能从一端传到另一端。 理想状态下，TCP连接一旦建立，在通信双方中的任何一方主动关闭连接前，TCP 连接都将被一直保持下去。断开连接时服务器和客户端均可以主动发起断开TCP连接的请求

    UDP --- 用户数据报协议，是一个无连接的简单的面向数据报的运输层协议。UDP不提供可靠性，它只是把应用程序传给IP层的数据报发送出去，但是并不能保证它们能到达目的地。由于UDP在传输数据报前不用在客户和服务器之间建立一个连接，且没有超时重发等机制，故而传输速度很快

二、Socket通信简介

    Android与服务器的通信方式主要有两种，一是Http通信，一是Socket通信。两者的最大差异在于，http连接使用的是“请求—响应方式”，即在请求时建立连接通道，当客户端向服务器发送请求后，服务器端才能向客户端返回数据。而Socket通信则是在双方建立起连接后就可以直接进行数据的传输，在连接时可实现信息的主动推送，而不需要每次由客户端想服务器发送请求。 Socket在程序内部提供了与外界通信的端口，即端口通信。通过建立socket连接，可为通信双方的数据传输传提供通道。socket的主要特点有数据丢失率低，使用简单且易于移植。

三、Socket基本实现原理

3.1基于TCP协议的Socket

    服务器端首先声明一个ServerSocket对象并且指定端口号，然后调用Serversocket的accept（）方法接收客户端的数据。accept（）方法在没有数据进行接收的处于堵塞状态。（Socketsocket=serversocket.accept()）,一旦接收到数据，通过inputstream读取接收的数据。客户端创建一个Socket对象，指定服务器端的ip地址和端口号（Socketsocket=newSocket("172.168.10.108",8080);）,将要发送的数据写入到outputstream即
 （OutputStream outputstream=socket.getOutputStream()   outputstream.write(.....)），然后为了接受到服务器发送来的数据：
 InputStream is = socket.getInputStream();
 String strs = new String(buffer, 0, is.read[buffer]);即可把服务器发送来的数据转换为strs